非缔合流体扩散和粘度性质的理论研究
流体的传递性质在化工生产过程中有广泛的应用，其中扩散系数和粘度系数又是化工设计时的重要数据。对流体的扩散系数和粘度系数的计算目前还主要集中在半经验模型和分子模拟上，理论研究还很缺乏。本文研究了二元非缔和流体混合物的扩散系数，并通过自由体积理论研究了流体传递性质和剩余熵之间的关系，建立了理论和半理论模型并计算了非缔合流体混合物的互扩散系数和非缔合流体的粘度系数。
本文将Lennard-Jones(LJ)链流体的自扩散系数方程扩展用于二元非缔合流体混合互扩散系数的预测，并与真实流体混合物的扩散系数进行了比较，预测了11种正烷烃的二元混合物和5种多原子分子二元混合物，并与实验数据进行了比较，预测平均误差为4.81％和5.12％，优于将现有的粗糙LJ模型。本工作在未采用任何校正因子的基础上取得了较好的结果，精度已经可以达到工业应用要求。
本文根据自由体积理论，将粘度和流体的剩余熵关联起来，得到了流体粘度的熵模型。推导了硬球流体、硬球链流体的粘度系数和LJ流体的粘度系数计算公式，分析了流体粘度系数和扩散系数的关系。将硬球链模型用于计算正烷烃的粘度系数，计算结果与实验结果符合良好。在硬球流体粘度系数公式的基础上推导了LJ流体的粘度系数计算公式，并计算了不同条件下真实流体的粘度，取得了较好的结果。
化工生产过程;非缔合流体;LJ流体;扩散系数;粘度系数;剩余熵
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
密建国
2010
中文
TQ021.1;O236
72
2010-08-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）