含氧燃料表面張力實(shí)驗(yàn)研究及黏度實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研制.pdf

1、表面張力是描述流體氣液界面現(xiàn)象的重要物理量，影響著流體界面?zhèn)鳠?、傳質(zhì)、沸騰換熱和微縮通道的流動(dòng)。黏度是流體重要的遷移性質(zhì)，表征著流體分子的輸運(yùn)特性。表面張力和黏度是燃料重要的熱物理性質(zhì)，影響燃料的噴射、霧化、傳熱、存儲(chǔ)穩(wěn)定性和燃燒等過程，并對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷啟動(dòng)性、功率和排放特性產(chǎn)生重要影響。
　　本文對(duì)課題組已有的懸滴法液體表面張力實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)解決了原系統(tǒng)存在的結(jié)霧、液體外泄、針管液體回吸、本體調(diào)節(jié)難度大且調(diào)節(jié)

2、時(shí)間長以及調(diào)節(jié)時(shí)影響兩端加熱筒位置，遮擋拍攝光線，從而無法拍攝高亮光下的液滴圖像等問題。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)密封效果較好，便于調(diào)節(jié)，窗口結(jié)霧在10~15分鐘即可消除，實(shí)驗(yàn)效率得到了有效提高。為了檢驗(yàn)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的可靠性和精確性，測(cè)量了正庚烷在溫度范圍為293.15~373.13 K的表面張力，擬合了計(jì)算方程并與文獻(xiàn)值進(jìn)行了比較，結(jié)果表明，絕大多數(shù)文獻(xiàn)值與本文方程偏差均不超過±1％。通過不確定度分析，改進(jìn)懸滴實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)測(cè)量流體表面張力的擴(kuò)展不確

3、定度為0.44%（k=2）。
　　利用改進(jìn)的懸滴實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，測(cè)量了幾種含氧燃料純質(zhì)及其二元混合溶液不同溫度點(diǎn)下的表面張力，其中，純質(zhì)的溫度范圍為298.15~343.15 K，混合溶液的溫度范圍分別為298.15~343.15 K，298.15~333.15 K和303.15~318.15 K。這些結(jié)果填補(bǔ)了含氧燃料與烷烴混合物表面張力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的空白，同時(shí)為清潔燃料基礎(chǔ)研究及工程應(yīng)用提供了數(shù)據(jù)支撐。
　　研制了一套可測(cè)量黏度的

4、動(dòng)態(tài)光散射實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括實(shí)驗(yàn)本體、散射光路、溫度控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。按不同體積分?jǐn)?shù)制備了碳化硅/正庚烷、三氧化二鋁/水、二氧化硅/水三種納米流體并對(duì)其分散穩(wěn)定性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。利用動(dòng)態(tài)光散射實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)穩(wěn)定分散的二氧化硅/水納米流體的粒徑進(jìn)行了測(cè)量，結(jié)果表明體積分?jǐn)?shù)為0.0025%的二氧化硅/水納米流體顆粒粒徑實(shí)驗(yàn)值的最大偏差為0.513%，平均偏差0.351%，該動(dòng)態(tài)光散射實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可滿足液體黏度的測(cè)量。在此基礎(chǔ)上，采用校準(zhǔn)的二氧化硅