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?正十六烷與七甲基壬烷的界面張力

來源: 科翼計(jì)算模擬 瀏覽 908 次 發(fā)布時(shí)間:2024-07-30

正十六烷(HXD)和七甲基壬烷(HMN)作為柴油燃料的替代品,因其在柴油中的顯著存在而被廣泛研究。本研究聚焦于測(cè)量這兩種化合物與氮?dú)庠?98至573 K溫度范圍內(nèi)和高達(dá)100 MPa壓力下的IFT數(shù)據(jù),以評(píng)估其在超臨界流體狀態(tài)下的行為。


概念


正十六烷(又稱十六烷,n-C16H34)的點(diǎn)火質(zhì)量很好,十六烷數(shù)為100。


七甲基壬烷,作為一種高度支化的烷烴,其分子中含有多個(gè)甲基(CH?-)基團(tuán),這些基團(tuán)如同樹枝般從主碳鏈上伸出,賦予了分子高度的空間位阻和獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)。這種支化結(jié)構(gòu)不僅影響了七甲基壬烷的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、密度等基本參數(shù),還直接關(guān)聯(lián)到其在不同介質(zhì)中的溶解性、表面活性和界面張力。

界面張力的形成主要源于分子間相互作用力的不平衡。在液體內(nèi)部,分子受到來自四面八方的等距且等強(qiáng)的吸引力,處于相對(duì)穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。然而,在液體與另一相(如氣體或另一種液體)的界面上,液體分子的一側(cè)受到來自液體內(nèi)部的吸引力,而另一側(cè)則可能受到較弱或完全不同的吸引力(如氣體分子間的微弱相互作用),這種不平衡導(dǎo)致了界面張力的產(chǎn)生。界面張力的大小與界面兩側(cè)分子的相互作用力、分子的極性、溫度、壓力等多種因素有關(guān)。


簡(jiǎn)而言之,界面張力是兩種不同相(如液體與液體、液體與氣體或液體與固體)之間界面上存在的張力,它反映了這兩種相之間相互作用力的強(qiáng)弱。


材料與方法


實(shí)驗(yàn)使用了市售的高純度HXD、HMN和N2。通過界面張力儀進(jìn)行IFT測(cè)量,并通過KRüSS ADVANCE軟件包進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。


結(jié)果與討論


實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,HMN+N2系統(tǒng)的IFT值顯著低于HXD+N2系統(tǒng),特別是在更高壓力下。這歸因于HMN中N2的溶解度增加,這與我們之前的研究結(jié)果一致。


結(jié)論


本研究成功地測(cè)量并模擬了HXD+N2和HMN+N2混合物在高壓和高溫條件下的IFT數(shù)據(jù)。研究結(jié)果對(duì)于理解和改進(jìn)柴油燃料噴霧的行為具有重要意義,并為進(jìn)一步的理論研究和工業(yè)應(yīng)用提供了數(shù)據(jù)支持。


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