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?正十六烷與七甲基壬烷的界面張力
來源： 科翼計算模擬 瀏覽 1097 次 發(fā)布時間: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。本研究聚焦于測量這兩種化合物與氮氣在298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、沸點、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的吸引力，處于相對穩(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弱。
材料與方法
實驗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
實驗結(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。