三氟碘甲烷和二氟甲烷的热物理性质研究

【摘要】：根据蒙特利尔议定书的要求，氯氟烃类物质（CFC）和含氢氯氟烃类物质 （HCFC）将被禁用。三氟碘甲烷(CF_3I)是一种很有希望的制冷剂替代物，特别是作 为混合物的一种组元替代CFC－12，但其现有的热物性数据极其有限；二氟甲烷 （CH_2F_2，HFC-32）是国际上公认的HCFC-22最有希望的替代物；本文以精确的物 性实验为基础，并结合理论分析，对CF_3I和HFC－32的热物理性质进行了研究。 改进了PVT实验装置的压力测量系统，测量了从低于正常沸点温度到临界 温度的CF_3I饱和蒸气压，建立了高精度的饱和蒸气压方程，确定了CF_3I的正常 沸点和偏心因子；讨论了膨胀定容法测量流体PVT性质的原理，从理论上导出 了一些数据处理的原则和误差判断的方法，结合CF_3I的PVT性质的测量进行了 分析；测量了CF_3I的气相PVT性质，建立了CF_3I的气相状态方程。 建立了临界参数和饱和气液密度实验台，测量了CF_3I的气液共存线，根据 气液界面消失的位置和临界乳光强度确定了CF_3I的临界温度和临界密度，由蒸 气压测量结果外推确定了临界压力；根据重整化群理论关联了近临界区的气液共 存线，导出了有关的临界指数；给出了适用于广阔温度范围的CF_3I的饱和气液 密度关联式；结合饱和蒸气压研究成果，给出了CF_3I的饱和蒸发焓关联式。 提出了一种毛细管粘度计测量制冷剂类流体饱和液粘度的新方法，讨论了 粘度计结构参数的选择方法，提出了新的仪器常数的标定方法，全面分析了各种 影响因素；测量了CF_3I的饱和液粘度，给出了CF_3I的饱和液粘度关联式；改进 了瞬态热线法测量流体导热系数的实验装置，使其可应用于整个气相区，扩大了 测量范围，改进了数据采集系统，提高了测量精度；测量了氮气的导热系数，验 证了实验装置的测量精度和可靠性；测量了CF_3I的气相区导热系数，给出了CF_3I 的气相区导热系数关联式，外推确定了CF_3I的饱和气和稀薄气体导热系数。 改进了声速测量设备，扩展了声速的实验范围，提高了理想气体热容的确 定精度；结合声学和热力学理论，导出了声速测量的衍射和导波模式修正、 Kirchhoff－Helmholtz吸收和古典性吸收修正及分子振动驰豫修正的公式；测量了 HFC－32和CF_3I的气相声速，导出了相应温度下的HFC－32和CF_3I的理想气体热 容和声速第二维里系数；以方阱势能函数为基础，使用半经验方法导出了HFC－ 32和CF_3I的第二维里系数关联式，并与PVT实验得到的结果进行了比较。 确定了HFC－32的临界参数和三相点压力；建立了高精度的适用于从三相 点温度到临界温度的HFC－32的饱和蒸气压方程和饱和液密度方程；建立了适用 于整个区域高精度的HFC－32状态方程，既可以再现常规区域的经典规律又可以 描述临界涨落区二阶相变的奇异现象，很好地满足了热力学的内在规律性，高精 度地再现了现有的各种热力学性质的实验数据；给出了各种热力学性质的计算式 和热力性质图表，全面描述了HFC－32整个热力面上的各种热力学性质。 本文在国际上首次系统地研究了CF_I的热物理性质，综合现有实验成果高 精度地全面描述了HFC－32的热力学性质。 【关键词】：热力学性质 输运性质 制冷剂替代物 三氟碘甲烷 二氟甲烷
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：1998
【分类号】：O621.1
【目录】：

• 第1章 绪论10-17
• 1 研究背景10-12
• 1．1 自然环境背景10
• 1．2 工程背景10-12
• 2 研究现状和文献综述12-16
• 2．1 CF_3I@热物理性质的研究现状12-13
• 2．2 HFC-32热物理性质的研究现状13-16
• 3 本文的任务16-17
• 第2章 CF_3I的饱和蒸气压和PVT性质17-49
• 1 PVT测量方法概述与实验方案选择17-18
• 2 膨胀定容法实验原理18-21
• 2．1 Burnett法原理18-20
• 2．2 膨胀定容法原理20-21
• 3 膨胀定容法的数据处理和误差判断21-26
• 3．1 容积常数N和充气常数A的确定方法21-22
• 3．2 数据处理原则和误差判断22-25
• 3．3 膨胀定容法实验应注意的问题25-26
• 4 PVT实验装置26-32
• 4．1 PVT实验装置26-30
• 4．2 PVT实验装置的误差分析30-32
• 5 CF_3I的气相PVT性质与状态方程32-42
• 5．1 PVT性质测量的实验过程32-33
• 5．2 实验结果和分析33-40
• 5．3 CF_3I的气相状态方程40-42
• 6 CF_3I的饱和蒸气压42-47
• 6．1 饱和蒸气压的实验过程42-43
• 6．2 实验结果和分析43-45
• 6．3 CF_3I的蒸气压方程45-47
• 6．4 实验中应注意的几个问题47
• 7 本章小结47-49
• 第3章 CF_3I的临界参数、饱和气液密度、饱和蒸发焓和表面张力49-69
• 1 临界参数、饱和气液密度的实验设备和实验方法49-52
• 2 CF_3I的饱和气液密度和临界参数52-59
• 2．1 测量结果52
• 2．2 临界参数52-54
• 2．3 临界指数54-56
• 2．4 饱和气液密度56-59
• 3 CF_3I的饱和蒸发焓59-62
• 4 CF_3I的表面张力62-67
• 4．1 测量设备和原理62-64
• 4．2 CF_3I的表面张力64-67
• 5 本章小结67-69
• 第4章 CF_3I的输运物性69-95
• 1 粘度测量的原理和设备69-72
• 1．1 粘度测量的常用方法69-70
• 1．2 毛细管法实验原理70-71
• 1．3 实验设备和步骤71-72
• 2 毛细管结构参数与仪器常数标定72-77
• 2．1 毛细管结构参数的选择72-73
• 2．2 仪器常数的标定方法73-76
• 2．3 不同高差下仪器常数的修正76-77
• 2．4 影响因素和误差分析77
• 3 CF_3I的饱和液粘度77-82
• 3．1 仪器常数的标定78
• 3．2 测量结果78-80
• 3．3 放气的影响80-81
• 3．4 关联和分析81-82
• 4 导热系数的实验原理和方法82-87
• 4．1 导热系数测量的常用方法82-83
• 4．2 瞬态热线法的实验原理83-84
• 4．3 导热系数实验设备84-85
• 4．4 数据采集系统85-87
• 5 CF_3I的气相导热系数87-94
• 5．1 氮气的测量结果87-88
• 5．2 CF_3I的测量结果88-92
• 5．3 关联和分析92-94
• 6 本章小结94-95
• 第5章 CF_3I和HFC－32的气相声速95-112
• 1 声速测量设备和基本方程95-99
• 1．1 基本方程95-96
• 1．2 声速测量设备96-97
• 1．3 声速测量结果的理论修正97-98
• 1．4 改进和提高98-99
• 2 HFC－32的气相声速99-107
• 2．1 测量结果99-103
• 2．2 第二维里系数103-107
• 3 CF_3I的气相声速107-111
• 4 本章小结111-112
• 第6章 HFC－32的热力学性质112-152
• 1 HFC－32的临界参数和三相点112-114
• 2 HFC－32的蒸气压方程和饱和液密度方程114-121
• 2．1 蒸气压方程114-118
• 2．2 饱和液密度方程118-121
• 3 HFC－32的专用状态方程121-138
• 3．1 HFC－32热力学性质的可用数据121-123
• 3．2 理想气体热容123-124
• 3．3 HFC－32的专用状态方程124-126
• 3．4 状态方程的检验126-138
• 4 HFC－32热力学性质的计算138-149
• 4．1 理想气体性质138-139
• 4．2 状态方程导出的热力学性质计算式139-142
• 4．3 HFC－32热力学性质的计算142-149
• 5 与现有HFC－32状态方程的比较149-151
• 6 本章小结151-152
• 第7章 主要结论152-154
• 参考文献154-162
• 发表论文和获奖情况162-165
• 致谢165

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

流体PVTx性质测试虚拟仪器系统的研制    吴江涛,刘志刚

适用于三氟碘甲烷的PT状态方程    王怀信,郑臣明,马利敏

高精度流体PVTx性质测量实验系统的研制    吴江涛,刘志刚,黄海华,潘江,赵小明,何茂刚

一种新的高精度流体热物性测试用低温恒温槽的研制    吴江涛,刘志刚,王凤坤,潘江,毕胜山,赵小明

氟乙烷及其混合工质热力性质的理论和实验研究    陈琪

混合工质热物性推算新方法及PVTx测试研究    陈建新

深冷温区多元混合工质汽液相平衡特性研究    朱洪波

流体维里系数的实验与理论研究    孟龙

三氟碘甲烷的气相催化合成    石磊

新的适用于整个热力面的1,1,1,2-四氟乙烷(R134a)跨接状态方程    项红卫,谭连城,陈钟颀

国产HFC－134a饱和蒸气导热系数的试验研究    刘明福，韩礼钟，张玉坤，朱明善

HFC—32的气相状态方程    郑洪韬,段远源

HFC32饱和蒸汽压的研究──实验测定和新型方程    项红卫，谭连城

聚合物粘度的测量标准及特性粘数的获得    刘元俊,陈惠钊,李珍

厌氧发酵装置虹吸出料的理论探讨及实验应用    曹鸥;张国用;张一群;牛治淮;

MATLAB在物理实验数据处理中的应用    张永锋,潘颖

均匀脉动柱面声源阵高频辐射远声场特性的研究    郭业才

变幅杆式超声波声场分布测量    杨春龙;亢淑梅;李成威;刘守杰;

范德华方程体积解的公式化与程序化    侯晓丹

等离子旋转电极雾化熔滴凝固过程的数值计算    陈焕铭,胡本芙,李慧英

热钢圆盘喷水冷却过程的温度场测量与模拟    李康;王艳丽;许树勤;

轴承滚道激光淬火的温度场数值模拟    雷声;赵雅丽;桂中祥;陈从升;吴跃波;

镁合金往复挤压过程的有限元模拟    刘君;郭学锋;张忠明;叶永南;

波动声场中的远场条件    张明敏;卢建斌;席泽敏;

基于亥姆霍兹积分法的低频换能器校准方法研究    靳建嘉;陈洪娟;王文芝;张虎;

一种利用宽带扫频测量透声窗最佳厚度的方法    周益明;王佳麟;翁汝莲;

基于fluent的含硫气井井喷失控射流的模拟研究    车蕾;张来斌;马庆春;

电场作用下煤吸附甲烷的势模型    辜敏;鲜学福;杜云贵;

剪切增稠液体表观粘度研究    凌云;贺鹏飞;

夹芯透声窗的透声特性研究    李东升;俞孟萨;

Kirchhoff近似预报辐射声场的低频适用性    王斌;陈明;范军;

消声瓦材料粘弹性特性的数学模型表征研究    陈建平;何元安;黄爱根;

潜艇上方近场水下辐射噪声的双峰特性研究    刘宁;王三德;尹文茂;

多尺度结构功能材料在水下声隐身中的应用基础研究    姜恒

浅海中声能量分布的不均匀性对潜艇辐射噪声测量的影响研究    胡鹏涛

甚低频矢量水听器潜标探测系统关键技术研究    吕云飞

利用遗传算法对声障板优化设计的研究    曹宇

浅海甚低频声传播建模与规律研究    张海刚

蘸粘式光纤液体分析技术研究    周爱

压电复合结构主动吸声理论与方法研究    杨丹

若干铅基合金真空蒸馏分离提纯的研究    贾国斌

栲胶脱硫工艺副产物生成机理及影响因素的研究    牛艳霞

天然气水合物钻控泥浆制冷系统及孔底冷冻机构传热数值模拟    赵江鹏

盐酸克林霉素在混合溶剂中溶解度及物性数据的研究    赵晓雁

矢量传感器多普勒定位研究    何文翔

水下低频隔声特性理论与实验研究    谭学者

浅海表面噪声矢量场时空相关特性研究    李婷

基于CCD的光学水下声源探测方法研究    刘肖宇

水声材料反射系数自由场宽带测试技术    何旭东

噪声测量中矢量水听器被动合成孔径声纳方法研究    白云

一种低频三维MEMS矢量水听器的研制    管宇

有限障板对矢量水听器测向的影响    李海霞

基于三迭片式加速度计的二维矢量水听器研究    陶新洲

R502新型替代制冷剂爆炸极限实验研究    张锐,陈光明

两种立方型状态方程相平衡推算中相互作用系数的研究进展    朱洪波,公茂琼,张宇,吴剑峰

自然制冷剂在国外的研究进展    陈光明,蒋皓波

制冷工质CFCs、HCFC的限制使用及其对策    郑晓斌

泡露点直接观察法及其在R22/R142b混合工质中的应用    陈保东,谭连城,刘志刚

HCFC133a的热力学性质的实验研究    刘志刚,梁德青,何茂刚,鞠飙,阴建民

流体液相定压比热容方程    赵小明,刘志刚,陈钟颀

HCFC-22的替代物THR03的研究    史琳,赵晓宇,韩礼钟,朱明善

热力参数的对比变换与流体工质热力性质的通用对比方程    陈则韶,程文龙,胡芃

新型环保制冷剂氟化醚类物质的热力学分析    何茂刚,刘志刚,赵小明

用BWR方程关联CO_2在超临界区的PVT数据    张广丰;汪小琳;杨维才;罗文华;

新型替代制冷剂的理论及实验研究    宣永梅

氦-3状态方程及热物理性质研究    黄永华

柴油添加剂与柴油的互容性实验研究    任美凤,赵小明

多组分介质低温相平衡的理论研究现状    高婷;林文胜;

新型PVT性质测试系统的研制    杨志强;郝志军;王伟;曾纪珺;张伟;吕剑;

流体PVTx性质测试虚拟仪器系统的研制    吴江涛,刘志刚

一种适用于低沸点液体粘度测量的金属毛细管粘度计    吴江涛,毕胜山,刘志刚

碳酸二甲酯与柴油混合物粘度的实验研究    刘志刚,毕胜山,吴江涛,孟现阳

高精度流体热物性实验系统及测试    冯晓娟;许心皓;方锦;林鸿;段远源;

利用P-R方程推算替代制冷剂的绝热指数    周训飞;赵小明;郭智恺;刘志刚;

一种高精度恒温槽温度控制系统    刘俊伟;

HFC-161液相粘度的实验研究    范晶;郭智恺;赵小明;

HFC-161表面张力实验研究    范晶;郭智恺;赵小明;

新型替代制冷剂的理论及实验研究    宣永梅

氟乙烷及其混合工质热力性质的理论和实验研究    陈琪

激光散射法测量液体表面张力实验系统的研制    王凤坤

三氟碘甲烷的气相催化合成及机理研究    杨光成

高温热泵热扩容技术及其在集中供热系统中的应用    王莹

五氟碘乙烷的气相催化合成研究    冒爱琴

便携式阵地环境温度检定系统研究    舒善良

水处理效果评价装置的完善与功能扩展研究    张苗苗

二甲基醚液滴超临界蒸发的数值研究    刘斐

三氟碘甲烷的气相催化合成    石磊

二甲醚液滴高压蒸发特性研究    王子祥

基于虚拟仪器的流体参量集成测试系统研究    陈青

基于LabVIEW的流体多参数采集系统的研究    司环宇

冷凝式油气回收系统设计研究    杨叶

高精密宽温测量与控制系统研制    李云彬

无人值守物质腐蚀性水浴试验装置的研制    杨娜

硫醇和硫醚热力学性质的拓扑化学研究(英文)    倪才华,冯志云

尿素-水混合溶剂中硫酸热力学性质的研究    刘红,李敬芬,周淑晶,冯艳茹

链烷烃结构参数与热力学性质的相关性    范红梅;李宝宗;

含硼水溶液热力学性质研究进展    张爱芸;姚燕;

多氯联苯醚热力学性质的定量构效关系    陈艳;堵锡华;

醛酮类化合物的分子力场参数推导及热力学性质计算    王玲;李晓锋;赵立峰;孙淮;

温度对二甲基亚砜水溶液的结构和热力学性质的影响    刘波;黄世萍;朱吉钦;王鹏;田辉平;

多溴苊烯化合物的分子结构和热力学性质    曾小兰;陈慧娟;史艳艳;

尺寸效应对氧化锌微/纳体系热力学性质的影响    范高超;黄在银;陈洁;马玉洁;

多溴苊化合物的分子结构和热力学性质    曾小兰;于永生;

形态对钯-氢体系热力学性质的影响    唐涛;郭淑兰;陆光达;

298．15K下MgB_4O_7-MgSO_4-H_2O体系热力学性质的等压研究    尹松涛;姚燕;宋彭生;

多氯苊分子结构和热力学性质的理论研究    曾小兰;王岩;

LiCl-SrCl_2-H_2O体系298.15 K热力学性质和理论模型研究    郭立江;孙柏;曾德文;姚燕;

LiCl-SrCl_2-H_2O体系298.15K热力学性质和理论模型研究    郭立江;孙柏;曾德文;姚燕;

Li_2B_4O_7-H_2O体系热容和热力学性质研究    张志恒;谭志诚;姚燕;尹国寅;孙立贤;

(-)-(R)-2-氨基-3-(3-羟丙基硫代)丙酸的热容及热力学性质    赵军宁;谭志诚;孙立贤;史全;高秀英;王韶旭;

磷酸三丁酯与醇二元混合体系的热力学性质    刘红丽;肖忠良;陈启元;刘士军;

四磺化32-冠-10与紫精键合的热力学性质研究    侯宏标;张衡益;陈岭;王丽华;刘育;

铀与水汽体系的热力学性质计算    熊必涛;蒙大桥;

分子力场方法及热力学性质的预测    李晓锋

含锂、硼水盐体系Li_2B_4O_7-H_2O、Li_2B_4O_7-MgCl_2-H_2O298.15K下热力学性质的等压法和电动势法研究及离子相互作用模型的表述    张爱芸

几种强关联模型的严格解及热力学性质研究    曹利克

三氟碘甲烷和二氟甲烷的热物理性质研究    段远源

含锂、硼水盐体系Li_2B_4O_7-H_2O、LiCl-Li_2B_4O_7-H_2O热力学性质的量热研究    尹国寅

负氢化合物热力学性质的理论研究    王华静

基于COSMO-SAC模型和分子模拟预测复杂系统热力学性质    杨犁

二肽在电解质及尿素溶液中热力学性质研究    林贵梅

CcO-SiO_2-MgO-FeO_x四元氧化物体系热力学性质的计数    黄翠环

含锂、硼水盐体系LiCl-Li_2B_4O_7-H_2O不同温度下热力学性质的等压研究    杨吉民

时间自组织的热力学性质    田树高

密度泛函法预测理想气体热力学性质的研究    庞泉德

含锂、硼水盐体系Li_2SO_4-Li_2B_4O_7-H_2O不同温度下热力学性质的等压研究    元文萍

铜、钴氯化物的热力学性质研究    满雪玉

CaO-SiO_2-Al_2O_3-FeO_x四元氧化物体系热力学性质研究    辛雪倩

费米气体热力学性质的若干理论研究    蔡淑宽

电动势法研究碱金属（钠、钾、铷、铯）氯化在醇（乙二醇、丙三醇）-水混合溶剂中的热力学性质    马燕燕

噻唑类分子光谱和热力学性质的理论计算    徐布一