離子液體基納米流體導(dǎo)熱系數(shù)的分子動(dòng)力學(xué)模擬.pdf

1、吸收式熱泵是一種利用余熱來(lái)實(shí)現(xiàn)低溫向高溫輸送熱量的節(jié)能環(huán)保設(shè)備。傳統(tǒng)的熱泵工質(zhì)對(duì)有氨水和溴化鋰水溶液，但是氨水有毒，溴化鋰水溶液則易結(jié)晶和腐蝕設(shè)備。離子液體是一種新型的綠色有機(jī)溶劑，具有蒸汽壓低，液程寬，熱穩(wěn)定及無(wú)腐蝕性等特點(diǎn)，而且具有替代傳統(tǒng)熱泵工質(zhì)成為吸收制冷或吸收熱泵冷媒新型吸收劑的可能。納米流體是一種懸浮有納米粒子或納米管而形成的新型冷卻工質(zhì)，相比較于傳統(tǒng)的流體，納米流體具有異乎尋常的熱傳遞性能。將離子液體基納米流體作為熱泵新工

2、質(zhì)不僅能強(qiáng)化傳熱，而且具備離子液體獨(dú)特的性能。
　　本文主要利用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法，以傳統(tǒng)的水基納米流體為出發(fā)點(diǎn)，研究了新型離子液體基納米流體作為熱泵工質(zhì)的傳熱特性。具體工作和成果如下:
　　第一部分:利用分子動(dòng)力學(xué)方法模擬計(jì)算了四種常見(jiàn)水模型的密度、粘度、擴(kuò)散系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)，結(jié)果表明SPC/E水模型的模擬值與實(shí)驗(yàn)值吻合較好。在此基礎(chǔ)上，我們選擇SPC/E水模型作為水基納米流體的基液，計(jì)算了加入納米銅顆粒后的水基納米流體導(dǎo)熱

3、系數(shù)，并與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行比較吻合較好。
　　第二部分:利用量化方法對(duì)離子液體進(jìn)行幾何構(gòu)型優(yōu)化、頻率分析和能量計(jì)算，選擇出最穩(wěn)定的離子液體構(gòu)型，并得到相應(yīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和原子電荷，又采用OPLS和Amber混合力場(chǎng)來(lái)分別描述離子液體陰陽(yáng)離子，從而建立起離子液體的力場(chǎng)。為了驗(yàn)證離子液體力場(chǎng)的準(zhǔn)確性，采用分子動(dòng)力學(xué)方法模擬了離子液體在不同溫度下的密度、擴(kuò)散系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)，驗(yàn)證了力場(chǎng)的準(zhǔn)確性。最后，為研究同一納米顆粒不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及同一質(zhì)量分?jǐn)?shù)不

4、同納米顆粒的離子液體基納米流體導(dǎo)熱系數(shù)，建立了各種納米流體模型，結(jié)果表明:各離子液體基納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)相比于離子液體均有提高。
　　第三部分:為了工業(yè)應(yīng)用的目的，我們首先模擬計(jì)算了不同摩爾分?jǐn)?shù)下的離子液體二元溶液的密度、擴(kuò)散系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)。接著模擬計(jì)算了以納米銅顆粒為添加劑的離子液體二元溶液基納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)，并較其基液二元溶液的導(dǎo)熱系數(shù)有所提高。
　　第四部分:為了探究納米流體導(dǎo)熱系數(shù)增加的原因，我們分析了加入納米顆粒