R32热力学性质的蒙特卡罗模拟

建立在统计热力学和分子力学理论基础上的分子模拟方法逐渐运用于计算制冷剂的热力学性质。文中首先在NVT系综条件下,采用吉布斯蒙特卡罗模拟方法(GEMC),模拟了R32的气液相平衡的密度、饱和蒸汽压及蒸发焓;其次在NPT系综条件下,采用蒙特卡罗模拟方法(MC),模拟了R32在4MPa条件下的过冷液态密度。模拟结果同美国国家标准研究所(NIST)的Refprop 8.0相比,有很好的一致性。结果表明,运用该方法预测单一制冷剂的热力学性质是可行的。     

分子模拟预测制冷剂热物性研究

分子模拟在预测制冷剂流体热物性方面的应用发展至今已有三种方法:分子动力学(MD)和蒙特卡罗(MC)和基于量子化学的COSMO-RS法。分子模拟方法计算物质的热物性仅依赖于物质的分子性质,因而可先于试验预测其热物性质,尤其可方便地解决混合物质的热物性计算,是预测制冷工质热物性的一种精确、有效的方法。本文综合论述了采用分子模拟方法对已知、未知制冷纯工质、混合工质的汽液相平衡时饱和蒸汽压、密度、焓等参数的模拟结果。模拟结果证明,分子模拟的结果与Refprop 8.0或实验值相比较,最大相对误差在20%以内,基本能满足工程需要,因此可以用来预测制冷剂流体的热物性。     

制冷剂R410a的气液相平衡的吉布斯蒙特卡罗模拟

制冷剂的气液相平衡性能,对制冷循环的研究至关重要。文中基于UFF(universal force field)力场,运用吉布斯蒙特卡罗方法模拟了混合制冷剂R410a的气液相平衡性质,模拟结果同Refprop8.0提供的数据有很好的一致性。并根据模拟结果得到了R410a的临界状态点的温度和密度,与Refprop8.0的相对误差分别在0.4%和3.3%。表明采用合理的分子力场,运用吉布斯蒙特卡罗模拟方法模拟混合制冷剂的气液相平衡是可行的。