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《天津大学》 2005年
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非牛顿流体中营养类分子扩散系数的实验及理论研究

段志青  
【摘要】:非牛顿流体普遍存在于化工、食品及生物医学等领域,严格地说,牛顿流体只是非牛顿流体的一种特殊形式。非牛顿流体涉及许多工业过程的工艺、设备、效率和产品质量,也和人类本身的生活与健康密切相关,因此,对非牛顿流体性质及行为的研究具有重要意义。氨基酸、维生素、葡萄糖是生命体不可缺少的营养成分,广泛用于临床治疗及日常营养补充。生物体液、血液均为非牛顿流体,研究营养类分子在非牛顿流体中扩散,对控制扩散过程、指导临床治疗具有实际意义。聚丙烯酰胺与生物体液均为假塑性流体,并且对聚丙烯酰胺的基本性质已经有明确的认识,本文采用聚丙烯酰胺水溶液作为非牛顿流体,研究营养类分子在非牛顿流体中的扩散。 粘度和密度是溶液的基本性质,本文采用比重瓶法测量了系统的密度,乌氏粘度计测量了系统的粘度,并且对密度和粘度进行了关联,计算出298.15K时这些分子在0.05%PAM水溶液中的表观摩尔体积,对实验结果和计算结果进行了分析和讨论。 采用激光实时全息干涉法、CCD图像采集和图像数字处理技术,测得了298.15K氨基酸(甘氨酸、精氨酸、丝氨酸、苏氨酸、缬氨酸),维生素(B1、B6、C)和无水葡萄糖在0.05%(质量分率)PAM水溶液中的扩散系数,作为对比研究,实验测定了298.15K时这三种维生素和无水葡萄糖在生理盐水(0.9%的NaCl水溶液)中的扩散系数。 在现有的预测牛顿流体中无限稀释液相扩散系数关联方程的基础上,结合非牛顿流体的流变方程及粘度定义,提出非牛顿流体中预测无限稀释扩散系数关联方程。以牛顿流体液相扩散系数与粘度的关联方程为基础,结合所研究的系统提出一个新方程,用此方程对氨基酸在0.05%PAM水溶液中的扩散系数进行拟合,总平均误差在0.6%以下,拟合结果较好。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TQ021.1

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【引证文献】
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