發(fā)布時間：2024-04-22 01:50

　　高精度的遷移性質(zhì)數(shù)據(jù)具有廣闊的應用前景,包括基本物理常數(shù)或物理量的精密確定、高質(zhì)量黏度數(shù)據(jù)體系的建立和新的壓力基準和溫度基準的建立。對于常見的熱物理性質(zhì),測量不確定度已經(jīng)接近了實驗技術的極限,需要采用理論方法進行研究,尋找獲取熱物性數(shù)據(jù)的新途徑。傳統(tǒng)的熱物性實驗裝置具有測量精度高、溫度和壓力范圍廣的特點,但是設備的重量、體積較大,測試時間和樣品量較多。MEMS傳感器具有尺寸小、重量輕、響應快等優(yōu)點,開展MEMS熱物性實驗系統(tǒng)研究有望滿足實際的工程需要,為在線測量奠定基礎。本文從理論和實驗兩個途徑上分別開展了研究。根據(jù)分子動力學理論研究稀薄氣體的遷移性質(zhì),在此基礎上,結合Vesovic-Wakeham理論研究稠密流體的黏度預測,同時,開展了基于MEMS傳感器的黏度/密度實驗系統(tǒng)的研究。所取得的成果主要有:1.根據(jù)分子動力學理論,采用第一性原理勢能,計算了多種單原子氣體和雙原子氣體低密度時的遷移性質(zhì)。單原子氣體包括,氦氣及其同位素(氦-4、氦-3、氦-4/氦-3)、氬氣和四種稀有氣體混合物(氦/氖、氦/氬、氖/氬和氬/氪),雙原子氣體為氫氣、氘氣、氫/氘混合物。計算的遷移性質(zhì)包括黏度、熱導...

【文章頁數(shù)】：112 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1微型振動板傳感器[44]

由振動參數(shù)計算密度和黏度數(shù)據(jù)。美國斯倫貝謝公司的Goodwin等[44-47]研制了一種微型振動板式傳感器，如圖1-1所示，用于流體密度和黏度的測量，在實驗室條件下測試了微型傳感器在不同流體中的工作性能，測量了氬氣、氮氣、水、甲烷、辛烷、甲苯、丙烯等物質(zhì)的密度和黏

圖1-2微型光學傳感器工作原理

圖1-2微型光學傳感器工作原理[49]際生產(chǎn)過程中密度和黏度的重要性，且目前國內(nèi)還沒有開于MEMS的密度/黏度傳感器實驗系統(tǒng)研究具有十分重要要研究內(nèi)容熱物性研究現(xiàn)狀進行梳理可以發(fā)現(xiàn)，有必要從理論與實驗在本文中，開展的工作主要有：力學理論，采用第一性原理勢能系統(tǒng)計算單（雙）....

圖2-1Lennard-Jones(12-6)勢能選取相互作用的兩個分子為研究對象，系統(tǒng)的動能包括兩個部分，一個是系統(tǒng)整體運動的能量，另一個是分子間相對運動的能量

上述假設的基礎上，可以由分子的微觀運動推導氣體遷移性質(zhì)的計算方于稀薄狀態(tài)時，分子間的距離較遠，可以認為分子之間的碰撞為兩兩碰個或三個以上分子同時作用的情況。此時，分子之間的相對運動由他們決定，分為引力和斥力。以簡單的單原子分子為例，分子間作用力只和關，因此分子間勢能V同樣只決....

圖3-1氦-4黏度實驗數(shù)據(jù)ηexp和本文計算值ηcal的相對偏差

度實驗數(shù)據(jù)ηexp和本文計算值ηcal的相對偏差。實驗數(shù)據(jù)：■Joh]；○Ross等[59,60]；●Kao和Kobayashi[61]；◇Smith等[62-64]；△Vogel[66]；▽Evers等[67]；▼Berg[68,69]；◆Seib....

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