纯组分及混合熔融盐粘度的研究

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太阳能是目前最热门的清洁能源之一,太阳能热发电技术发展迅猛。熔融盐在太阳能热发电传热蓄热领域得到了广泛应用。粘度是熔融盐最重要的热物性参数之一,它的大小直接影响传热蓄热介质的流动状态。探索高性能的新型混合熔盐是目前光热发电行业的主要研究方向之一。混合熔盐的混合方式和比例多种多样,目前针对其粘度的研究主要通过大量的实验测量来进行,测量仪器价格昂贵,影响实验测量精度的外界因素较多,耗费大量人力物力和时间。所以,针对熔融盐的粘度进行深入的理论计算研究具有重要的意义。本文以国内外相关文献中大量的熔融盐粘度实验数据为基础,对各类常用的纯组分熔盐粘度的可靠实验数据进行了拟合计算对比,得到了适用于各类常用纯组分熔盐的精度更高的拟合计算关系式,利用该拟合公式为混合熔盐粘度计算模型提供低温功能区的纯组分熔盐粘度数据。对于二元混合熔融盐,本文建立了普遍适用于各类常用二元混合熔盐的推荐理论计算模型,在对二元混合熔盐粘度进行计算时,只需要为该模型提供与该二元混合熔融盐对应的两种纯组分熔盐在对应温度下的粘度和密度等基础数据,便可直接计算出该温度下此二元盐以各种不同比例混合时的粘度值。本文利用国内外普遍使用的混合叠加形式的Eyring方程的粘度计算值和本模型的计算结果同时与可靠的粘度实验数据进行了对比,结果表明,本文中提出的推荐计算模型计算最大偏差为-9.306%,这其中还包括实验测量造成的误差和密度数据带来的偏差,而Eyring方程总是得到比推荐模型更大的偏差,且最大偏差达到了-14.901%。针对多元混合熔融盐的粘度,本文分析了各类适用于多元混合熔盐粘度计算的理论计算模型,选取了计算偏差相对较小的Frankel混合公式和Kendall-Munrae混合公式对常用三元混合熔盐的粘度进行了对比计算,两种公式的计算结果与可靠粘度实验测量数据对比结果表明,Kendall-Munrae公式计算的最大偏差总是小于Frankel公式,且其平均偏差也更小,计算更为精确稳定。本文对各类熔融盐做了大量计算总结分析,得到了一系列稳定可靠的计算数据与结论,所取得的成果为新型熔融盐的选型配比及传热蓄热系统的设计等工作提供了可靠的前期理论支撑。
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