常规流体及离子流体的表面张力系数和黏度的相关性的研究

摘要

1966年Pelofsky提出了关于表面张力系数的自然对数和粘滞系数的倒数的一个经验性的线性拟合关系式。这个关系式看起来适用于所有的流体，尤其是对于烷烃类及其含有两种或者三种烷烃的混合物的描述与实验符合的相当好。但是最近研究发现，这个关系式不适用于个别离子流体。
　　首先，2010年Ghatee等人提出了一个含有指数的新关系式MP方程，并且对于所研究的离子流体，其指数为固定数值0.3。我们用以上两种关系式对56种非离子流体做了深入验证，在一定的温度范围内，平均绝对误差小于等于1％。研究结果表面，对于常见流体其指数值是随着物质的不同而变化的，不是固定值，同时MP方程的适用范围更广。
　　其次，由于表面张力系数和粘滞系数都与温度相关，我们利用这一点给出了两个新的方程来描述常见流体的相关性质，包括三参数方程和四参数方程。通过拟合NIST数据库中三相点到临界点附近的共计200组实验数据，我们给出了全部新方程的拟合系数。在本文中，我们讨论了40种流体包括简单流体（如稀有气体）、简单的碳氢化合物、制冷剂和其它一些流体（如二氧化碳和水）。我们通过数据分析分别验证了两个三参数的方程MP、ZTM3和一个四参数的方程ZTM4。最后得出结论，我们在MP方程的基础上得到的四参数方程的结果更准确。对于新的四参数方程，在我们所研究的物质之中有36种物质平均绝对误差小于5%，总平均绝对误差小于10%。
　　最后，鉴于新方程ZTM4的在常见流体中的准确性，考虑将其用于计算离子流体。在本文中给出了部分计算结果，其结果与实验数据符合的很好。由此推断得出的新方程ZTM4可以广泛地适用于各种流体。对于常见流体和离子流体而言，推荐使用ZTM4方程描述表面张力系数和黏度之间的关系。

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第一章 引言

§1 .1 基本概念

§1 .2 方程M P的验证

§1. 2. 1 方程P的给出及其完善

§1. 2. 2 方程M P的常见流体计算

§1.3 新方程ZTM系列

第二章 常见流体的MP方程计算

§2 .1 方程模型

§2 .2 结果讨论

§2. 2. 1三相点温度到临界点温度附近的结果讨论

§2. 2. 2限制条件下的温度区间所取得的准确结果

§2 .3 问题补充说明

§2 .4 结论一

第三章 常见流体的Z T M4方程计算

§3.1 ZTM系列方程的导出

§3 .2 结果与讨论

§3 .3 结论

参考文献

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