Diffusivities of Binary Mixtures Consisting of Carbon Dioxide, Methane, and Propane by Dynamic Light Scattering
Diffusivities of Binary Mixtures Consisting of Carbon Dioxide, Methane, and Propane by Dynamic Light Scattering
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动态光散射法测定二氧化碳、甲烷和丙烷二元混合物的扩散系数
DOI：
10.1021/acs.jced.9b00495
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发表时间：
2020
影响因子：
--
通讯作者：
A. P. Fröba
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
M. Piszko;K. Batz;M. H. Rausch;C. Giraudet;A. P. Fröba
本文采用动态光散射（DLS）方法研究了丙烷（C_3H_8）、二氧化碳（CO_2）和甲烷（CH_4）二元混合物在温度T =（293 ~ 353）K，压力p=（0.5 ~ 12）MPa，摩尔分数x =（0.0833 ~ 0.917）条件下的扩散系数。DLS的扩散系数取决于研究的热力学状态点的位置相对于混合物的相包络，混合物的密度，以及相对于温度和浓度的折射率的导数。热扩散系数和互扩散系数的同时测定是可能的，在液相中，并在一些高密度状态下的超临界相。对于气体和大多数的超临界状态点，只有热，相互，或有效的扩散率可以得到，并确定与瑞利比和温度，压力和浓度依赖的趋势的帮助。报告的扩散率明显改善了在大气压以上研究的混合物的数据情况。所有互扩散系数的平均扩展不确定度（k= 2）为5.8%。对于热扩散率，这些不确定性分别为22%和3.0%的情况下，它是同时确定的相互扩散或单独。
In the present contribution, diffusivities of binary mixtures of propane (C3H8), carbon dioxide (CO2), and methane (CH4) were investigated betweenT= (293 and 353) K,p= (0.5 and 12) MPa, and mole fractionsx= (0.0833 and 0.917) by dynamic light scattering (DLS). Which diffusivities are accessible by DLS depends on the location of the thermodynamic state points studied relative to the phase envelopes of the mixtures, the mixture density, and the derivatives of the refractive index with respect to temperature and concentration. A simultaneous determination of thermal and mutual diffusivity was possible in the liquid phases and at some higher-density states in the supercritical phase. For the gaseous and most of the supercritical state points, only a thermal, mutual, or effective diffusivity could be obtained and was identified with the help of Rayleigh ratios and temperature-, pressure-, and concentration-dependent trends. The reported diffusivities clearly improve the data situation for the mixtures studied above atmospheric pressure. The average expanded uncertainty (k= 2) for all presented mutual diffusivities is 5.8%. For the thermal diffusivity, these uncertainties are 22% and 3.0% for the cases where it was determined simultaneously with the mutual diffusivity or alone.
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