流体导热系数动态光散射法测量及理论推算

本项目以流体导热系数为研究对象，采用实验测量和理论推算相结合的研究方法。基于非接触式的动态光散射法，建立一套完善的、具有高精度和较大温度压力测量范围的流体导热系数测量实验系统，测量工程实践中急需的新型制冷剂及新型替代燃料的导热系数。借助实验深入研究动态光散射法的实验原理，探索该方法在气态物质导热系数及其它热物性如黏度、音速、二元质扩散系数等物性测量上的应用，在同一物性测量实验平台上实现多种物性的测量。其次，评估不同来源数据的准确性，筛选制作导热系数方程的原始数据，在此基础上构建适用于一定物质及温度压力范围的推算方法，为工程实际应用提供基础数据；广泛评估各种导热系数预测方程的准确性和适用性，以分子动力学等理论为基础，构建具有一定普适性的高低压流体导热系数的推算方程。

导热系数是能量传递中的最基本的物性参数，广泛应用于化工、能源、国防等现代工业。目前国内导热系数的实验测量方法主要集中在传统的机械式测量方面，而本项目深入研究了动态光散射法流体热物性测量原理，并基于此建造了国内首个动态光散射法流体热物性测量实验室，集成了温度(250K-600K, ±20mK)和压力(20MPa, ±1KPa)的自动化数据采集系统，成功的测量了甲苯在较大的温度压力范围内的导热系数。通过对导热系数的理论研究，对纳米流体的H-C模型进行了修正，与实验值进行对比，验证了对模型修正的正确性。此外，本项目还运用改进后的Evan-Gillan非平衡分子动力学算法计算了三维强耦合复杂等离子体的导热系数，并开展了大量的非平衡分子动力学模拟计算且研究了其算法特性，将计算的得到的导热系数和从平衡分子动力学方法取得的结果进行了比较，发现与其他文献值能够很好的吻合。