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H_2O-[Mmim]Cl体系的量热及其吸收式循环应用分析

作　者: 魏治
导　师: 郑丹星
学　校: 北京化工大学
专　业: 化学工程
关键词: [Mmim]Cl 比热容 溶解热 微量量热 吸收式循环
分类号: TB61
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


吸收式循环具有可直接利用低品位热源驱动、不使用对臭氧层有破坏作用的CFCs为工质等优点,是一项重要的节能环保技术。循环工质对的性质决定了吸收式循环的操作工况和能量转化效率,一直是人们研究的重点。围绕混合工质体系的热物性及其在吸收式循环模拟分析的应用,本文对新型循环工质对开展了研究。提出以水和离子液体组成新型工质对。离子液体是一种绿色介质,是很多物质的优良溶剂,再加上其高沸点、低蒸汽压等优点,很适合作吸收剂。以N-甲基咪唑和一氯甲烷为原料,采用气液相反应法制备出1,3-二甲基咪唑氯盐（[Mmim]Cl）,并对精制后的产品进行了结构表征和纯度测量。使用BT2.15型Calvet微量量热仪,分别测量了H2O-[Emim]Br体系和H2O-[Mmim]Cl体系的比热容数据,并建立了体系比热容与温度和浓度的经验关联式。在此基础上,计算了体系的超额摩尔比热容、表观摩尔比热容和偏摩尔比热容数据。然后,测量了298.15K下H2O-[Mmim]Cl体系不同质量分数的溶解热,并建立了此温度下体系溶解热和浓度的模型。在比热容模型和溶解热模型的基础上,建立了H2O-[Mmim]Cl体系的比焓与温度和浓度的模型,并绘制了该体系在101.325kPa时的焓—浓图。利用该体系的物性模型以及单效吸收式循环的计算模型,对H2O-[Mmim]Cl为工质对的循环进行了模拟计算。在发生温度为358.15K、冷凝温度为313.15K、蒸发温度为283.15K和吸收温度为303.15K的操作工况下,以H2O-[Mmim]Cl为工质对的单效吸收式循环有着比H2O-LiBr工质对更高的循环性能参数。并讨论了循环的发生温度、蒸发温度、吸收温度对循环性能系数、循环倍率和制冷量的影响。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-16
第一章 文献综述  16-24
  1.1 引言  16
  1.2 离子液体  16-18
    1.2.1 离子液体的定义及分类  16-17
    1.2.2 离子液体的性质  17
    1.2.3 离子液体的合成方法  17-18
  1.3 吸收式循环  18-21
    1.3.1 吸收式循环及其工质对  18-20
    1.3.2 离子液体工质对的研究进展  20-21
  1.4 量热技术  21-23
    1.4.1 量热学仪器和研究进展  21-22
    1.4.2 比热容的量热研究进展  22-23
    1.4.3 溶解热的量热研究进展  23
  1.5 本文的研究内容  23-24
第二章 离子液体的制备  24-30
  2.1 前言  24
  2.2 实验药品及仪器  24-25
    2.2.1 实验药品  24-25
    2.2.2 实验仪器及器皿  25
  2.3 [Mmim]Cl的制备  25-27
    2.3.1 实验原理  25
    2.3.2 合成实验步骤  25-27
    2.3.3 精制实验步骤  27
  2.4 样品的分析  27-28
  2.5 小结  28-30
第三章 离子液体—水体系比热容的测量  30-49
  3.1 前言  30
  3.2 实验仪器  30-33
    3.2.1 量热计主体  30-32
    3.2.2 控制面板  32
    3.2.3 计算机数据采集系统  32
    3.2.4 工作原理  32-33
  3.3 比热容测量原理及步骤  33-36
    3.3.1 微量量热法  34-35
    3.3.2 连续测量法  35-36
  3.4 实验试剂  36-37
  3.5 结果与讨论  37-48
    3.5.1 仪器准确性验证  37-38
    3.5.2 实验测量结果  38-39
    3.5.3 数据的模型回归  39-41
    3.5.4 比热容的比较  41-42
    3.5.5 相关性质的计算  42-48
  3.6 小结  48-49
第四章 离子液体—水体系溶解热的测量  49-54
  4.1 前言  49
  4.2 实验仪器  49
  4.3 溶解热测量原理及步骤  49-51
    4.3.1 量热系数的测量  49-50
    4.3.2 溶解焓的测量  50-51
  4.4 实验试剂  51-52
  4.5 结果与讨论  52-53
    4.5.1 实验结果  52
    4.5.2 数据的模型回归  52-53
  4.6 小结  53-54
第五章 H_2O-[Mmim]Cl吸收式循环热力学分析  54-64
  5.1 热力学性质模型的建立  54-57
    5.1.1 比焓及焓浓图  54-55
    5.1.2 饱和蒸汽压  55-56
    5.1.3 过热水蒸汽的比焓值方程  56-57
  5.2 循环热力学分析  57-63
    5.2.1 吸收式循环特性参数  58
    5.2.2 循环模拟计算  58-59
    5.2.3 计算结果与讨论  59-63
  5.3 小结  63-64
第六章 结论  64-65
参考文献  65-69
致谢  69-70
研究成果及发表的学术论文  70-71
作者和导师简介  71-72
北京化工大学 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  72-73

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 制冷工程 > 制冷理论
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