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

1、吸收式熱泵是一種利用余熱來實現(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溶劑，具有蒸汽壓低，液程寬，熱穩(wěn)定及無腐蝕性等特點，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)不僅能強化傳熱，而且具備離子液體獨特的性能。
　　本文主要利用分子動力學(xué)模擬方法，以傳統(tǒng)的水基納米流體為出發(fā)點，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:利用分子動力學(xué)方法模擬計算了四種常見水模型的密度、粘度、擴散系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)，結(jié)果表明SPC/E水模型的模擬值與實驗值吻合較好。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)，并與實驗值進行比較吻合較好。
　　第二部分:利用量化方法對離子液體進行幾何構(gòu)型優(yōu)化、頻率分析和能量計算，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混合力場來分別描述離子液體陰陽離子，從而建立起離子液體的力場。為了驗證離子液體力場的準確性，采用分子動力學(xué)方法模擬了離子液體在不同溫度下的密度、擴散系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)，驗證了力場的準確性。最后，為研究同一納米顆粒不同質(zhì)量分數(shù)以及同一質(zhì)量分數(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，我們首先模擬計算了不同摩爾分數(shù)下的離子液體二元溶液的密度、擴散系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)。接著模擬計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