微孔中流體結(jié)構(gòu)性質(zhì)和傳遞性質(zhì)的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究.pdf

1、受限在微孔介質(zhì)中的流體性質(zhì)的研究對(duì)于指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)際和改進(jìn)生產(chǎn)工藝是非常重要的,而人們對(duì)受限流體結(jié)構(gòu)和傳遞性質(zhì)等行為的了解仍然十分粗淺,這方面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也非常缺乏,對(duì)微孔中流體性質(zhì)所呈現(xiàn)出的特殊性的認(rèn)識(shí)也才剛剛開(kāi)始,所以目前開(kāi)展這方面的研究具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值.該工作主要應(yīng)用分子動(dòng)力學(xué)(MD)方法研究在不同類(lèi)型的微孔中流體的結(jié)構(gòu)和傳遞性質(zhì)等行為,通過(guò)對(duì)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(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基

2、礎(chǔ)上建立微孔中流體擴(kuò)散的數(shù)學(xué)模型,預(yù)測(cè)流體在微孔中的擴(kuò)散行為,為科研和生產(chǎn)服務(wù),這是當(dāng)前迫切需要解決的課題.該論文的研究?jī)?nèi)容包括微孔中流體的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和傳遞性質(zhì),其中傳遞性質(zhì)包括擴(kuò)散系數(shù)和粘度.我們以計(jì)算機(jī)分子模擬為主要研究手段,試圖探求微孔中流體結(jié)構(gòu)和傳遞性質(zhì)的內(nèi)在規(guī)律,通過(guò)研究獲得了定性和定量的初步結(jié)果,并通過(guò)對(duì)大量模擬數(shù)據(jù)的綜合分析,提出了擴(kuò)散系數(shù)的關(guān)聯(lián)模型.1.從流體的溫度—密度相圖出發(fā),以簡(jiǎn)單流體氬和水為對(duì)象,分別研究了通道型和

3、狹縫型兩種類(lèi)型的微孔中流體的密度分布.2.通過(guò)模擬研究了不同類(lèi)型的微孔中流體的擴(kuò)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(yán)重影響了微孔中流體的擴(kuò)散行為,使其分子運(yùn)動(dòng)受阻,擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為明顯的各向異性.3.通過(guò)對(duì)微孔中流體粘度的考察和分析,發(fā)現(xiàn)微孔內(nèi)流體的傳遞性質(zhì)不同于體相流體,而傳遞性質(zhì)在擴(kuò)散和粘度兩方面的表現(xiàn)也各不相同.4.以分子動(dòng)力學(xué)理論中速率過(guò)程的統(tǒng)計(jì)理論為基礎(chǔ),以碰撞頻率為核心,提出了微孔中流體