CO_2水合物导热特性的分子动力学模拟

使用分子动力学模拟方法在NVT系综下对结构完整CO_2水合物以及结构缺陷CO_2水合物进行了导热模拟计算.对于结构完整的CO_2水合物,在200-230 K温度区间内,体系导热系数由0.4684 W·m~(-1)·K~(-1)变化到0.4836 W·m~(-1)·K~(-1),温度相关性较弱;而在230-280 K温度区间内,体系导热系数由0.4836 W·m~(-1)·K~(-1)变化到0.7494 W·m~(-1)·K~(-1),温度相关性变强;另外,通过计算功率图谱发现主体分子对水合物体系的导热贡献更大.对于结构缺陷CO_2水合物,发现晶穴占有率和笼形结构缺陷对体系导热均有一定影响,空笼晶胞导热系数约为完整晶胞导热系数的86.67%,体系的导热能力主要取决于主体结构的性质.     

金属纳米颗粒对水合物的导热影响

使用分子动力学模拟方法,在温度为200－280K的NVT系综下,对纳米粒子－CO2水合物复合体系进行模拟计算,研究了不同种类（Ag, Cu, Fe）、不同粒径 (1.0nm, 1.5nm, 2.0nm) 的球形纳米粒子对水合物导热性能的影响,从体系构型、导热系数、纳米粒子运动速度等方面探究纳米粒子对水合物导热性能的强化机理。 模拟结果表明,纳米粒子的加入,不影响水合物导热率与温度的相关性;与同温度下纯质CO2体系相比,粒径相同时,Ag、Cu、Fe的复合体系导热增长率分别为25.6%－43.8%、19.4%－31.9%、6.9%－17.6%,纳米Ag导热增强效果最好;对于同一粒子,粒径越小,整体的导热能力越强,粒径1.0nm、1.5nm、2.0nm的复合体系导热增长率分别为28.2%－39.8%、19.4%－31.9%和7.5%－17.1%。