二元混合物的氣液相變特性研究.pdf

1、近年來,隨著我國經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展,鋼鐵、化工、國防、醫(yī)療等行業(yè)對氧氣、氮氣等氣體的需求量越來越大,以深冷法制氧為主要技術的空分系統(tǒng)逐漸向超大型化、低能耗化轉(zhuǎn)變?？辗窒到y(tǒng)里透平膨脹機中的空氣液化過程,精餾塔中的氮氧分離過程都涉及到氣液相變。氣液相變現(xiàn)象在工程領域上廣泛存在,在理論研究上也一直是國內(nèi)外學者研究的熱點,但是對于氣液相變及界面的微觀特征缺少系統(tǒng)分析。本文采用分子動力學方法,從微觀角度研究二元混合物的熱物理性質(zhì)、氣液相變過程以及氣液

2、界面特性。
　　首先,研究了純質(zhì)氬的氣液熱物理性質(zhì)?？紤]計算時間和精度的平衡,確定了計算中截斷半徑rc=4.5。計算得到的純質(zhì)氬的氣液密度值、飽和溫度壓強曲線、臨界溫度等結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)符合得很好,驗證了程序的正確性。然后,采用該方法研究了氬氪二元混合物的氣液相變特性,得到了不同初始濃度和不同溫度下氬氪混合物達到平衡時的各種熱物理性質(zhì),為預測二元及多元混合物的熱物性提供了新的方法,同時能夠獲得實驗條件難以測得以及臨界情況下的各種熱物

3、理性質(zhì),豐富了熱物性數(shù)據(jù)庫。
　　其次,計算了純質(zhì)氬以及氬氪二元混合物的界面特性,闡述了壓強張量的切向分量與法向分量,以及表面張力,界面厚度等性質(zhì)。從計算中發(fā)現(xiàn),溫度對界面的影響很大,溫度越高,分子熱運動動能越大,越容易突破界面處的束縛而進入到氣相區(qū)域,從而表面張力越小。當?shù)竭_臨界溫度時,表面張力為零。溫度越高,界面厚度越大,當?shù)竭_臨界溫度時,氣液兩相混合物不再存在氣液界面。計算得到混合物的臨界溫度介于各組分純質(zhì)的臨界溫度之間。<