高压co_2声速测量及精密流体声速测量系统研制

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1、分类号学号M201373259学校代码10487密级硕士学位论文高压CO2声速测量及精密流体声速测量系统研制学位申请人伍：肆学科专业：建筑与土木工程指导教师：王松林副教授答辩日期：2015.5.24AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringSpeedofSoundMeasurementinGaseousCarbonDioxideatHighPressureandtheDevelopmentofPreciseM

2、easurementSystemforSpeedofSoundinFluidsCandidate:WuSiMajor:ArchitecturalandCivilEngineeringSupervisor:AssocProf.WangSonglinHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰

3、写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签

4、名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要CO2是最重要的温室气体，CO2捕集与封存技术（CCS）中需要对CO2的物性进行准确了解。同时，CO2在工业领域也有着良好的应用前景，工程设计及系统优化也需以CO2精确的热物性为基础。声速是最基本和可测量精度最高的热物性参数之一，也是导出其他热物性参数的关键数据。海水的声速是海水的关键物性参数之一，海水声速的高准确度测量与精细表征是利用海洋声学进行探测的重要前提，建立一套精密流体声速测量系统对建立基于直接法测量的海水声速仪校准装置具有重要的意义。本文所开展的研究内容如下：（1）对实验室已有

5、的定程圆柱声学法声速实验装置进行了改进，将其最高测压能力从6MPa提高至10MPa，在此基础上精确测量了温度范围为303K~353K、压力范围为1MPa~10MPa的CO2声速。所测量的CO2声速实验结果与CO2国际标准状态方程计算的声速相对偏差分布在0.01%-0.03%，与当前仅有的一套高精度实验数据具有良好的一致性，CO2声速测量结果的相对标准不确定度在压力小于5MPa时为0.007%，压力高于5MPa时为0.009%(k=1)。（2）基于差分飞行时间法建立了一套可直接测量高压液体声速的实验装置，自主设计和研制了双超声腔体，建立了精密声速

6、测量系统、高压液体充注系统、精密压力和温度测量系统以及数据采集和分析系统。（3）在基于飞行时间法所建立的系统上，开展了温度范围为303K~353K，压力范围为2MPa~10MPa的纯水声速测量研究，检验本文实验系统的可靠性。所测量的纯水精密声速实验结果与纯水国际标准状态方程计算声速的相对偏差分布在-0.05%至0.02%，与其他纯水声速的高精度实验数据具有良好的一致性，声速测量结果的相对标准不确定度为0.018%(k=1)，验证了本文新建实验系统的可靠性，同时为后续开展其他液体如海水、新型燃料等工质的精密声速测量奠定了重要基础。关键词：圆柱定程

7、干涉差分飞行时间声速二氧化碳海水纯水测量系统I华中科技大学硕士学位论文AbstractCO2isthemostimportantgreen-housegas.TheaccuratemeasurementofthepropertiesofCO2isneededduringthedevelopmentofthecaptureandstoragetechnology(CCS).CO2canbeusedindifferentindustrialapplications.Goodunderstandingofthermophysicalpropertie

8、sofcarbondioxidearealsonessarsryforthesystemdesignandoptimizition.Speedofso