固-液流体介质的热传导性能研究
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德 州 作为 皇 明太 阳 能 的故 乡 ,现 有 2 余 家 0 企业从事着这一 阳光事业 。然而 目前太 阳 能利用的效率仍 比较低 ,如何进一步提高
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每 个 分 子 的 四 阶 矩 满 足 运 动 方 程
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一
1、 引 言
太 阳能是取之不尽的环保能源 ,人类 自进入 2 世纪以来 ,鉴于常规能源供给的 1 有 限 性 和环 保 压 力的 增 加 ,世 界 上 许 多 国 家 都 已掀 起 开 发 和 利 用太 阳 能 的 新 热 潮 。
卜菔 ;热传 导 ;动 力 学模拟
任一个 都 对应着刚体的一 个方 位 , 由欧 拉 角 可 方便 地 定 义 的 四 个 元 素 :
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子动力学模拟构造出固 一液流体的解析 函 数 ,从而从理论上计算出流体的热传导 系 数 ,并分析 由不 同纳米颗粒和不同基液所 构成的流体介质的输运特性 ,进而从微观 上 研究 纳米 流体 的结 构特 点和 热 力学性 质 ,为 “ 子 设 计 ” 和 “ 性 控 制 ” 提 分 物 供 参考依据 和理论 指导 。 21 . 、基 液 —— 蒸 馏 水 的热 传 导特 性 以二次蒸馏水 为基液 ,用平衡态分子 动 力学模拟方法 ,构造 出基液的解析 函数 并对流体的微观运动进行描述 ,在此基础 计 算 出流 体 的 热 传 导 系数 ,从 而 从 微 观 尺 度 上研究 了基液的输运 特性 。 由于水分子之间通过 氢链形成 多分子 聚 合 物 ,我 们 采 用 半 经 验 模 型 ,来 描 述 水 分 子 之 间的 相 互 作 用 势 能 ,这 一 模 型 是 由 四个在 同一平 面上相互作用 的位置构 成 , 其 中以 0 表示氧原子的质子 ,M 为其 电荷 中心 ,水 分 子 的 三 个 点 电 荷分 别位 于 两 个 氢原子中心和离氧原子的质子 中心 0为 1 . 5 m 的 电荷 中 心 M 上 ,其 势 能 函数 为 : C
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角度 ;g 为分子 i的 。作 用座所 带的 电 【 量 ;N ~ 为模 型 中一 个 水分 子 的作 用座 数 ,设 N =4;, 为分子 i的 。作用座 【 和 分 子 j p作 用 座 之 间的 距 离 ; E 。 的 和 【 分 别为势能 函数 中流体势能部分 的能量和 尺寸参数 。 由于在水 的分子动 力学模 拟过程 中, 将用到两个坐标系 :空间的固定坐标 系和 随 分子 运动 的运 动空 间坐标 系 。在 计算
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相 应 地 ,方 向余 弦矩 为 :
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固 一 液 流 体 介质 的 理论 研 究
固 一液流体介质的理论研究是利用分
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的热传导性能研 究
张・ 德 I 不 刘志华 德 州学院物理 系 2 32 503
赛 。
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4 用分子 动力 学模拟 从理 论上研 究 蹲 一 液流
中,需要不断地在两个坐标 系间进行各种 量的转换计算。为此 ,需要建立两个坐标
系间的转换关系 ,通常采用的方法为四阶 矩 法 。 设 为 四 阶 量 , 定 义 如 下 : 所谓固 一液流体介质是一种固 一液混 合体,为从微观上研究介 质的输运特性和 物 态 转 变过 程 , 以便 配制 出更 为 理 想 的 传 热 介质 ,我 们通过实验测定和理论研究两 种手段对介 质的 传输性能和热 力学性质进 行了探讨 。其中实验测定主要是利用热导 率动态测量 仪未完成的 。这里 仅介绍一下 固 ~ 液流体介质的理论研究情况 。
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是其 中的最后三 个元 素 ( , , q, q, q )所构成的一个矢量。元素之间满足关
系式 : q + q1 q, q =1 + + 2 () 3
体 介 质 酶热传 导性 能 ,从 而为 “ 分子 设 计”
知 “蝴 牲 控 堤 供 理 论 佩 据
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