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超声波在超临界CO中的传播及其对超临界萃取的强化

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第一章超临界流体的性质及其应用

1.1超临界流体的性质

1.1.1超临界和超临界流体

1.1.2超临界流体的性质

1.1.3超临界流体的选定

1.1.4超临界CO2流体的主要特点

1.2超临界流体的应用

1.2.1超临界萃取在中草药产业上的应用

1.2.2生物工程

1.2.3核废料处理工程

1.2.4化学反应工程

1.2.5超临界流体技术在材料制备中的应用

1.2.6超临界色谱(SFC)

1.3本章小结

第二章超临界理论研究的研究现状及发展趋势

2.1超临界CO2相平衡的研究

2.1.1国外研究相平衡的状况

2.1.2国内研究相平衡的状况

2.2关于超临界CO2状态方程的研究

2.2.1状态方程的发展

2.2.2两参数方程

2.2.3三参数状态方程

2.2.4多参数状态方程

2.2.5分子机理型状态方程

2.3超临界CO2流体传质动力学的研究

2.3.1超临界CO2流体传质动力学模型

2.3.2超临界CO2流体扩散系数模型

2.3.3超临界CO2流体的流体力学特性和传质特性

2.4超临界CO2流体中声速的测量及研究

2.5超临界流体理论发展趋势

2.6本论文的研究内容及研究目的

2.7本章小结

第三章超临界点附近二氧化碳流体的声速

3.1引言

3.2超临界流体分子间的作用力

3.2.1超临界流体中密度的不均匀性

3.2.2超临界流体的分子间相互作用

3.2.3偏摩尔体积测定法的研究结果

3.2.4密度不均匀性的宏观描述

3.3超临界点附近区间的声速

3.4计算验证与分析

3.5本章小结

第四章超临界二氧化碳萃取传质系数的超声强化因子

4.1引言

4.2模型建立

4.2.1基本假设

4.2.2超声场引起的附加流动

4.2.3传质系数模型

4.2.4传质系数强化因子

4.3模型验证

4.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢

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摘要

本研究介绍了超临界流体的概念、性质,回顾了近二十多年来超临界流体在各个领域的应用情况。与传统技术相比较,超临界流体技术具有更高的效率,更好的效果。超临界流体技术是一门新兴而又快速发展的技术,值得人们去关注研究。使用压缩蒸气模型,推导出超临界流体在超临界点附近区间的声速表达式,表达式揭示了声速和密度波动指数、等温压缩系数、定体摩尔热容量等参量的联系。在超临界点附近,二氧化碳流体的声速和密度波动指数呈减函数关系,密度波动指数越大,声速越小,在密度波动指数最小处,声速最大,此时,较小的密度波动会引起较大的声速波动。当压强逐渐增大并接近临界点时,定体热摩尔容量的迅速增大导致声速减小,当压强增大而远离临界点时,定体摩尔热容量的迅速减小导致声速增大。由表达式得到的计算值与由美国国家标准局(NIST)提供的参考值吻合较好。由纳维埃-斯托克斯方程出发,求出了溶质颗粒周边的湍流流场,利用Higbie的溶质渗透模型建立起了流速与传质系数的联系,通过比对超声场作用前后的传质系数,提出了传质系数强化因子这一新参数,给出了超声强化超临界二氧化碳萃取的数理模型。对比模拟计算结果与实验结果,验证了本文提出的传质系数强化因子这一数理模型的合理性。模型为超声强化超临界萃取技术应用提供了理论指导。

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