HCFC-141b致冷剂气体水合物结晶生成过程及其分形生长模型.pdfVIP

中国料茔(B辑) 第32卷第】期 SCIENCEINCHINAfSeriesBl 2002年2月 HCFC．141b致冷剂气体水合物结晶生成过程 及其分形生长模型4 ．，． ∽一 赵永利①@ 郭开华① 梁 栋① 樊栓狮①“ 刘晓聪①舒碧芬。’ 葛新石②刘 勇① f①中围科举院广州能激研霄所广州51∞7n国中国科学枯求七肇执舴T秤桑音肥230026) 摘要 通过对致岭剂HCFC．14Ib气体水合物结晶生成过程的显微观测研究，得到了 水合物的结晶生成过程微观图像，认为水台物的生成是由于HCFC．14lb致冷剂与水在 过冷的条件下在界面接触处率先成枝，成棱诱导与致冷荆的扩散导致水台物不断长大， 并呈现出枝状生长的现象．对水合物生成过程中不同阶段的图像进行维数计算．结果 表明该水合物结晶生成过程初期属于分彤生长，其生长的维数为l_52．应用分形理论， Nucleation-Diflu- 建立了HCFC-141b水台物结晶生长的R1N-DLA(Random／nducement sionLimited Aggregation)模型，并对木台物的结晶生成过程进行了计算机模拟，计算并 比较了实际图形和模拟图形的维教． 关■词 致烽剂气体水合物 生成过程圈像 分形生长堆数RIN·DLA模型 气体水合物是指气体或易挥发的液体和水在一定的温度和压力下，形成的包络状晶体化 合物．常见的有致冷剂气体水合物、天然气气体水合物及C02气体水合物等．致冷剂气体水合 物俗称“暖冰”，它能在5～12℃之间形成，并释放大量的相变潜热(320～430kJ／kg)．由于致冷 剂水台物这一独特的相变热力学特性，使其成为一种理想的空调蓄冷介质”121．天然气水台物 也称“可燃冰”，在地球上储量极其丰富，比现存的天然气、石油及煤炭能源储量总和还高出两 倍以上口J】，将成为21世纪的一种重要的新能源． 气体水合物生成过程的研究已成为能源、油气等领域重要而迫切的研究课题．致冷剂气体 水合物生成过程是在一多元多相(气．液(致冷荆)．液(水)．固(水合物))混合体系中进行的，相界 面处扩散速度很慢，反应生成的诱导期长、过冷度大、生成速度慢．属于一种特殊的结晶过程． 研究气体水合物生成过程动力学方面的文章”’6峰B多，但从水合物生成过程形态学角度研究的 34a致冷剂气体水合物的 文章很少，主要在Makagon收录的论文集”1中．Morin。81拍摄了HFC．1 结晶生成过程图像，但没有建立结晶生长模型． 在凝聚态物理中，对一些远离平衡的无序系统的不可逆生长过程，分形概念及分形维数 能很好地描述相变与临界现象中的自相似的标度不变性质”o“．应用分形理论，闶乃本””建立 limited 了硝酸钡水溶液中溶质析出的晶体生长的模型NLA(Nucleationaggregation)．张济忠”“ 2001-06．18收稿，2001．09—19收修改稿 ·国家自然科学基金(批准号、国家重点基础研究规到(批准号：G2000026306)资助项目 ¨联系人，E-maB：ftnss@msglee虻cn 万方数据 —兰． !苎型兰!!塑! 苎兰童 根据氧化钼的晶体生长图像，提出了核晶凝聚模型．赵永利…1建立了HFC一134a水台物的结晶 生长模型