试析液相扩散系数实验及理论研究

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1、天津大学硕士学位论文液相扩散系数实验及理论研究姓名：李欣申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：余国琮2000.4.1天津大学硕：卜学位论文中文摘要本文利用激光全息干涉法对二氧化碳一乙醇和二氧化碳一丙醇两种物系的无限稀释液相扩散系数进行了测定。通过不同时刻全息图的拍摄，采用两种方法对全息图进行分析，进而得到液相扩散系数。一种方法是以费克第二定律为基础，由全息图判读得到浓度场最终得到扩散系数；另一种方法是直接对全息图进行判读，对条纹的极值点进行分析，得到扩散系数。后一种方法比较直观，计算也简单。理论方面，采用基团贡献法进行液相扩

2、散系数的研究。在Ertl关联式的基础上，把液相分子扩散系数的影响因素归结为分子的表面积作用参数和分子间扩散活化能，得到了一个半经验的关联式op—o=7．85×10．7器脚c一寺上述关联式计算得到的扩散系数与其他方法得到的结果对比表明，该关联式能比较准确的预测直链烷烃的液相扩散系数。广—≯一关键词：液相扩散系数，激光全息干涉法，基团贡献法墨堡奎兰堡主兰竺丝壅．一．——AbstractAtfirst，theliquiddiffusioncoefficientsofC02inethanolandpropylalcoholsystems

3、weremeasuredbyholographicinterferencetechnique．Twowayswereusedtoanalyzetheholographaccordingtothedifferemcapturingtime．BasedonthesecondFickLaw,wecangettheliquiddiffusioncoefficientsfromtheconcentrationdistribution，buttheeasierwayiscalculatingthediffusioncoefficientsd

4、irectlyfromtheholograph．Thesecondpurposeofthisdissertationistoestablishanewmethodforthepredictionofmoleculardiffusioncoefficientsininfinitedilutionsbasedontheprincipleofgroupcontributionmethod．Itissupposedthatthemoleculardiffusionalareaparametersandmoleculardiffusion

5、alactivationenergyaretheprimaryfactorswhichinfluencethediffusioncoefficients．Theequationbasedonthishypothesisisasfollows：巩以ss川。7器1,015r时寺Inordertoexaminetheaccuracyofthismethod，thecomparisonsofcalculatedvalueandothersinreferenceweremadeandwhichshowsthiswayispractical

6、forpredictingthediffusioncoefficientsininfinitedilutions．KeyWords：Liquiddiffusioncoefficients，Holographicinterference，groupcontributionmethod天津大学硕士学位论文前言液相分子扩散系数是研究传质过程，计算传质速率的重要基础数据，研究和积累各类体系的分子扩散系数一直被视为重要的应用基础研究。随着现代化工的发展，以传质为基础的各种化工控制过程发展迅速，传质设备的自动化已经基本实现。这样对各类体系的

7、分子扩散系数的研究显得十分迫切。在一些新兴的行业中，象生化，环保等都需要大量准确的扩散系数，尤其是液相扩散系数。而现有的液相扩散系数的实验数据极其缺乏，各种经验或半经验的关联式虽然很多，但准确性不高，又缺少理论基础，给应用带来很多不便。尤其是到目前为止，还没有一种能实现对未知物系扩散系数进行预估的方法。激光全息技术是近年来一种发展很快的物理手段，它几乎在所有领域都表现出蓬勃的生命力和深远的发展前景。把激光全息技术引进到化学工程领域中更显示出了它独特的优越性，它使很多微观现象的研究成为可能。应用激光全息干涉法已经成功地测出了流动液

8、体的速度场、温度场和浓度场。在前人研究的基础上，本文进一步完善了全息干涉法研究液相界面区域的实验方法，并针对不同时刻拍摄的全息图，用两种方法算得了液相无限稀释的扩散系数。本文研究的另一目的是试图找出～种可以实现对液相扩散系数进行预估的方法。通过把基团贡献法引入E