離子液體水溶液微管流動(dòng)特性的研究.pdf

1、不銹鋼微管是微化工系統(tǒng)的重要組成元件之一，研究流體在微管中的流動(dòng)特性對(duì)微化工的發(fā)展至關(guān)重要。有關(guān)電黏性效應(yīng)對(duì)流體在微管中流動(dòng)特性影響的研究相對(duì)較少。離子液體作為一種可取代揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)的溶劑，具有良好的應(yīng)用前景，充分認(rèn)識(shí)微尺度下的流動(dòng)特性對(duì)于離子液體體系將來(lái)在微反應(yīng)器設(shè)計(jì)、微換熱器開發(fā)等工業(yè)化應(yīng)用具有重要意義。
　　本論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)在288.15-318.15K溫度范圍內(nèi)分別測(cè)定了[bmi

2、m]Cl水溶液和NaNO3水溶液的密度和黏度，通過(guò)類Arrhenius方程關(guān)聯(lián)溶液的黏度數(shù)據(jù)，取得較好的關(guān)聯(lián)效果。
　　(2)設(shè)計(jì)一種研究流體微管流動(dòng)特性及動(dòng)電參數(shù)的裝置，該裝置不僅能測(cè)量含離子溶液在微管中的流動(dòng)壓降，還可以測(cè)量由于雙電層存在而產(chǎn)生的流動(dòng)電勢(shì)。
　　(3)設(shè)計(jì)并搭建流體微管流動(dòng)特性研究的實(shí)驗(yàn)裝置。以去離子水、五種不同濃度的[bmim]Cl水溶液、NaNO3水溶液為工質(zhì)，研究其在內(nèi)徑分別為353.2μm、254

3、.0μm、127.5μm的不銹鋼微管中，Re=15-660范圍內(nèi)的流動(dòng)特性，重點(diǎn)考察電黏性對(duì)流體在微管中層流流動(dòng)時(shí)流動(dòng)特性的影響。結(jié)果表明，在實(shí)驗(yàn)的尺度下，流體的流動(dòng)特性基本符合常規(guī)尺度的流動(dòng)特性，沒有存在明顯的電黏性效應(yīng)。[bmim]Cl水溶液的流動(dòng)特性基本與NaNO3水溶液的流動(dòng)特性一致。
　　(4)通過(guò)Chem3D和Gaussian 03軟件對(duì)8種離子液體（3種陽(yáng)離子、5種陰離子）進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，得到能量最低的穩(wěn)定構(gòu)型，計(jì)算出