離子液體的物性估算及其醇溶液的微管流動特性研究.pdf

1、微化工技術(shù)具傳熱傳質(zhì)效率高、容易放大和安全裕度高等優(yōu)點，在危險化工產(chǎn)品的生產(chǎn)和強放熱反應等領(lǐng)域有著廣闊的應用前景。微管道中的流動特性對微換熱器和微反應器等微化工設備的設計和優(yōu)化具有重要意義。離子液體是一種新型的綠色溶劑，具有可設計性，有望代替?zhèn)鹘y(tǒng)有機溶劑用于化工生產(chǎn)中，因此研究離子液體的物性及其溶液的微管流動特性對離子液體的工業(yè)化和微化工設備的設計開發(fā)具有重要意義。
　　含有離子的溶液與微管道表面接觸時，微管表面會帶上靜電荷，使溶

2、液中的正負電荷重新分布，在壁面附近形成雙電層，產(chǎn)生阻礙流體運動的電黏性效應。當微管尺度較小時，電黏性效應可能會對其流動特性產(chǎn)生顯著的影響。本文以乙醇和5種不同濃度的[C2mim][EtSO4]乙醇溶液為工質(zhì)，研究了其在三個不同內(nèi)徑的不銹鋼微管內(nèi)的層流流動特性，并考察了電黏性效應對其流動過程的影響。
　　主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)靜態(tài)介電常數(shù)是研究電黏性效應對微流動影響的一個重要物性參數(shù)，為此論文提出了一種估算離子液體靜態(tài)

3、介電常數(shù)的基團貢獻法。選擇了27個基團對58種離子液體的128個靜態(tài)介電常數(shù)數(shù)據(jù)進行擬合，平均相對偏差為7.41％，遠低于其它學者提出的估算模型。該方法簡單可靠，能較好地用于不同溫度下離子液體靜態(tài)介電常數(shù)的估算。
　　(2)電導率也是電黏性效應研究中的一個關(guān)鍵物性參數(shù)，基于Erying反應速率理論和自由體積理論，論文提出了一種新的估算離子液體電導率的基團貢獻法。對本文包含的124種離子液體，1016個電導率數(shù)據(jù)點，平均相對偏差為7

4、.89％。利用該模型計算了3種離子液體在不同溫度下的電導率以驗證所提模型估算離子液體電導率的可靠性。
　　(3)測定了[C2mim][EtSO4]乙醇溶液在285.15-313.15K溫度范圍內(nèi)的密度和黏度，并以乙醇和10-6mol/L、10-5mol/L、10-4mol/L、10-3mol/L和0.1mol/L的[C2mim][EtSO4]乙醇溶液為工質(zhì)，研究了其在內(nèi)徑為0.353mm、0.254mm和0.129mm的不銹鋼微管