微孔中流體結構性質和傳遞性質的分子動力學模擬研究.pdf

1、受限在微孔介質中的流體性質的研究對于指導生產實際和改進生產工藝是非常重要的,而人們對受限流體結構和傳遞性質等行為的了解仍然十分粗淺,這方面的實驗數(shù)據(jù)也非常缺乏,對微孔中流體性質所呈現(xiàn)出的特殊性的認識也才剛剛開始,所以目前開展這方面的研究具有重要的理論意義和應用價值.該工作主要應用分子動力學(MD)方法研究在不同類型的微孔中流體的結構和傳遞性質等行為,通過對各種體系在各種條件下的模擬研究,分析了多種因素的影響,在獲取大量計算機實驗數(shù)據(jù)的基

2、礎上建立微孔中流體擴散的數(shù)學模型,預測流體在微孔中的擴散行為,為科研和生產服務,這是當前迫切需要解決的課題.該論文的研究內容包括微孔中流體的結構性質和傳遞性質,其中傳遞性質包括擴散系數(shù)和粘度.我們以計算機分子模擬為主要研究手段,試圖探求微孔中流體結構和傳遞性質的內在規(guī)律,通過研究獲得了定性和定量的初步結果,并通過對大量模擬數(shù)據(jù)的綜合分析,提出了擴散系數(shù)的關聯(lián)模型.1.從流體的溫度—密度相圖出發(fā),以簡單流體氬和水為對象,分別研究了通道型和

3、狹縫型兩種類型的微孔中流體的密度分布.2.通過模擬研究了不同類型的微孔中流體的擴散系數(shù)隨孔徑、溫度和密度的變化規(guī)律.研究發(fā)現(xiàn)在微孔中由于限制性孔道壁的存在嚴重影響了微孔中流體的擴散行為,使其分子運動受阻,擴散運動表現(xiàn)為明顯的各向異性.3.通過對微孔中流體粘度的考察和分析,發(fā)現(xiàn)微孔內流體的傳遞性質不同于體相流體,而傳遞性質在擴散和粘度兩方面的表現(xiàn)也各不相同.4.以分子動力學理論中速率過程的統(tǒng)計理論為基礎,以碰撞頻率為核心,提出了微孔中流體