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

1、受限在微孔介質(zhì)中的流體性質(zhì)的研究對于指導(dǎo)生產(chǎn)實際和改進(jìn)生產(chǎn)工藝是非常重要的,而人們對受限流體結(jié)構(gòu)和傳遞性質(zhì)等行為的了解仍然十分粗淺,這方面的實驗數(shù)據(jù)也非常缺乏,對微孔中流體性質(zhì)所呈現(xiàn)出的特殊性的認(rèn)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(yīng)用價值.該工作主要應(yīng)用分子動力學(xué)(MD)方法研究在不同類型的微孔中流體的結(jié)構(gòu)和傳遞性質(zhì)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(jī)實驗數(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.該論文的研究內(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,通過研究獲得了定性和定量的初步結(jié)果,并通過對大量模擬數(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(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,使其分子運動受阻,擴(kuò)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(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.以分子動力學(xué)理論中速率過程的統(tǒng)計理論為基礎(chǔ),以碰撞頻率為核心,提出了微孔中流體