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电场条件下高盐溶液蒸发的分子动力学模拟
1
作者
吴志根
吴少文
+1 位作者
颜子涵
齐孝圣
《同济大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期437-445,共9页
已有研究表明,外加电场能显著改变纯水蒸发过程和蒸发速率。为了探究外加电场对高盐溶液微观结构和蒸发性质的影响,采用分子动力学模拟方法对纯水和LiCl、KCl和CaCl23种盐溶液在平行液面(x方向)和垂直液面方向(z方向)上布置外加电场来...
已有研究表明,外加电场能显著改变纯水蒸发过程和蒸发速率。为了探究外加电场对高盐溶液微观结构和蒸发性质的影响,采用分子动力学模拟方法对纯水和LiCl、KCl和CaCl23种盐溶液在平行液面(x方向)和垂直液面方向(z方向)上布置外加电场来观察其蒸发过程。模拟计算分析了电场对蒸发速率、水分子取向、氢键以及水合离子的影响,并且观察比较了电场下不同离子在溶液中的运动。结果显示,与纯水相反,平行液面的电场能显著提高盐溶液中自由水分子的占比,当平行液面电场强度从0变为0.3 v·nm-1时,LiCl、KCl和CaCl2溶液中用于评价蒸发的自由水分子占比分别增加了48%,38%和56%,高盐溶液蒸发速率得到有效提高。
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关键词
高盐溶液
溶液蒸发
分子动力学模拟
气液界面电场
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职称材料
平板式相变储能单元空气侧表面换热性能分析
2
作者
张楠
陆威
+2 位作者
吴志根
齐孝圣
苗冉
《化学工程》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期53-57,共5页
为提高平板式储能单元的换热性能,通过储能单元的换热性能实验,研究相变储能单元不同表面结构对储能单元换热特性的影响。储能单元内部的相变材料(石蜡)熔化分为2个阶段:第1阶段石蜡开始软化,相变材料侧热阻较大,因此空气侧花纹结构对...
为提高平板式储能单元的换热性能,通过储能单元的换热性能实验,研究相变储能单元不同表面结构对储能单元换热特性的影响。储能单元内部的相变材料(石蜡)熔化分为2个阶段:第1阶段石蜡开始软化,相变材料侧热阻较大,因此空气侧花纹结构对总体换热影响较小;第2阶段石蜡快速熔化,相变过程中相变材料侧热阻减小,空气侧表面花纹结构强化了空气侧换热,总体换热能力得到有效强化。花纹储能单元表面的花纹通过增加传热面积、增强储能单元表面空气扰动,达到强化换热的效果,使相变材料完全熔化时长比光滑储能单元缩短27%—55%。相变储能单元瞬时热流量随时间呈现先增大后逐渐减小的趋势。
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关键词
相变储能单元
强化换热
相变石蜡
熔化分析
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职称材料
正二十四烷烃石蜡/膨胀石墨复合相变材料分子动力学模拟
3
作者
齐孝圣
陆威
+1 位作者
吴志根
张冠华
《原子与分子物理学报》
CAS
北大核心
2023年第2期77-85,共9页
相变材料(PCMs)在相变时的恒温、高能量密度等特性,经常应用于设备的热管理,但是PCMs导热系数低的缺点影响了其使用范围.本文采用分子动力学方法,模拟了在正二十四烷烃石蜡PCMs中添加不同结构(层状、交叉状)的膨胀石墨(EG)之后构成的复...
相变材料(PCMs)在相变时的恒温、高能量密度等特性,经常应用于设备的热管理,但是PCMs导热系数低的缺点影响了其使用范围.本文采用分子动力学方法,模拟了在正二十四烷烃石蜡PCMs中添加不同结构(层状、交叉状)的膨胀石墨(EG)之后构成的复合PCMs的物性.文章通过径向分布函数(RDF)、声子态密度(PDOS)、比热容和导热系数这四个指标,分析了夹角为0°的层状结构,夹角为45°、90°的交叉状EG添加物对于石蜡热物性的影响.EG(0°、45°、90°)添加使得石蜡的原子分布在不同程度上变得更加均匀、紧密,使得石蜡的比热容有所增加.同时,两种类型的添加物提高了石蜡的PDOS,提高了导热系数.其中,EG(90°)添加物对于石蜡导热系数的提升最为明显,石蜡/EG(0°、45°、90°)模型中EG的含量分别为33.63 wt%、30.86 wt%和23.20 wt%,相比于的石蜡的导热系数分别提升了417.1%、345.7%和522.9%.EG的添加能够提高石蜡的导热系数,不同结构的EG对石蜡导热系数的影响有着较大的区别.
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关键词
石蜡
纳米结构
热传导
复合材料
分子动力学
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职称材料
高盐溶液蒸发过程中的分子动力学模拟与研究
4
作者
吴少文
颜子涵
+1 位作者
齐孝圣
吴志根
《原子与分子物理学报》
CAS
北大核心
2023年第6期141-151,共11页
随着我国工业的快速发展,如何减量化处理工业排放的高盐废水已经成为了亟待解决的环境问题.在处理高盐废水的各种工艺中,热蒸发技术因具备脱盐效果好,灵活性好等特点得到了广泛应用.本文从微观角度出发,采用分子动力学模拟方法研究了LiC...
随着我国工业的快速发展,如何减量化处理工业排放的高盐废水已经成为了亟待解决的环境问题.在处理高盐废水的各种工艺中,热蒸发技术因具备脱盐效果好,灵活性好等特点得到了广泛应用.本文从微观角度出发,采用分子动力学模拟方法研究了LiCl、KCl、CaCl_(2)三种溶液在400 K和500 K两种温度加热条件下的蒸发过程,分析了Li^(+)、K^(+)、Ca^(2+),Cl^(-)四种盐离子对蒸发速率、水分子取向、氢键、溶液结构等性质的影响.研究结果表明温度的提升会对蒸发速率产生极大影响,温度的提高不会改变配位水化层的位置但会明显减少离子的配位水分子数,有利于提高活跃水分子的占比和蒸发速率.
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关键词
高盐溶液
溶液蒸发
分子动力学模拟
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职称材料
题名
电场条件下高盐溶液蒸发的分子动力学模拟
1
作者
吴志根
吴少文
颜子涵
齐孝圣
机构
同济大学环境与科学工程学院
上海污染控制与生态安全研究院
上海理工大学能源与动力工程学院
出处
《同济大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期437-445,共9页
基金
国家重点研发计划(2019YFC1805204)。
文摘
已有研究表明,外加电场能显著改变纯水蒸发过程和蒸发速率。为了探究外加电场对高盐溶液微观结构和蒸发性质的影响,采用分子动力学模拟方法对纯水和LiCl、KCl和CaCl23种盐溶液在平行液面(x方向)和垂直液面方向(z方向)上布置外加电场来观察其蒸发过程。模拟计算分析了电场对蒸发速率、水分子取向、氢键以及水合离子的影响,并且观察比较了电场下不同离子在溶液中的运动。结果显示,与纯水相反,平行液面的电场能显著提高盐溶液中自由水分子的占比,当平行液面电场强度从0变为0.3 v·nm-1时,LiCl、KCl和CaCl2溶液中用于评价蒸发的自由水分子占比分别增加了48%,38%和56%,高盐溶液蒸发速率得到有效提高。
关键词
高盐溶液
溶液蒸发
分子动力学模拟
气液界面电场
Keywords
saline solution
evaporation
molecular dynamic simulation
gas-liquid interface
分类号
TK124 [动力工程及工程热物理—工程热物理]
X703.1 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
平板式相变储能单元空气侧表面换热性能分析
2
作者
张楠
陆威
吴志根
齐孝圣
苗冉
机构
上海理工大学能源与动力工程学院
同济大学环境与工程学院上海污染控制与生态安全研究院
出处
《化学工程》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期53-57,共5页
基金
国家自然科学基金青年项目(51406121)
上海理工大学科技发展项目(2019kJFZ196)
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2022-4-YB-06)。
文摘
为提高平板式储能单元的换热性能,通过储能单元的换热性能实验,研究相变储能单元不同表面结构对储能单元换热特性的影响。储能单元内部的相变材料(石蜡)熔化分为2个阶段:第1阶段石蜡开始软化,相变材料侧热阻较大,因此空气侧花纹结构对总体换热影响较小;第2阶段石蜡快速熔化,相变过程中相变材料侧热阻减小,空气侧表面花纹结构强化了空气侧换热,总体换热能力得到有效强化。花纹储能单元表面的花纹通过增加传热面积、增强储能单元表面空气扰动,达到强化换热的效果,使相变材料完全熔化时长比光滑储能单元缩短27%—55%。相变储能单元瞬时热流量随时间呈现先增大后逐渐减小的趋势。
关键词
相变储能单元
强化换热
相变石蜡
熔化分析
Keywords
phase change energy storage unit
enhanced heat transfer
phase change paraffin
melting analysis
分类号
TK114 [动力工程及工程热物理—热能工程]
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职称材料
题名
正二十四烷烃石蜡/膨胀石墨复合相变材料分子动力学模拟
3
作者
齐孝圣
陆威
吴志根
张冠华
机构
上海理工大学能源与动力工程学院
同济大学环境与科学工程学院
出处
《原子与分子物理学报》
CAS
北大核心
2023年第2期77-85,共9页
基金
国家重点研发计划项目(2019YFC1805204)
国家自然科学基金青年项目(51406121)
上海理工大学科技发展项目(2019KJFZ196)。
文摘
相变材料(PCMs)在相变时的恒温、高能量密度等特性,经常应用于设备的热管理,但是PCMs导热系数低的缺点影响了其使用范围.本文采用分子动力学方法,模拟了在正二十四烷烃石蜡PCMs中添加不同结构(层状、交叉状)的膨胀石墨(EG)之后构成的复合PCMs的物性.文章通过径向分布函数(RDF)、声子态密度(PDOS)、比热容和导热系数这四个指标,分析了夹角为0°的层状结构,夹角为45°、90°的交叉状EG添加物对于石蜡热物性的影响.EG(0°、45°、90°)添加使得石蜡的原子分布在不同程度上变得更加均匀、紧密,使得石蜡的比热容有所增加.同时,两种类型的添加物提高了石蜡的PDOS,提高了导热系数.其中,EG(90°)添加物对于石蜡导热系数的提升最为明显,石蜡/EG(0°、45°、90°)模型中EG的含量分别为33.63 wt%、30.86 wt%和23.20 wt%,相比于的石蜡的导热系数分别提升了417.1%、345.7%和522.9%.EG的添加能够提高石蜡的导热系数,不同结构的EG对石蜡导热系数的影响有着较大的区别.
关键词
石蜡
纳米结构
热传导
复合材料
分子动力学
Keywords
Paraffin
Nanostructure
Thermal conductivity
Composite material
Molecular dynamics
分类号
O64 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
高盐溶液蒸发过程中的分子动力学模拟与研究
4
作者
吴少文
颜子涵
齐孝圣
吴志根
机构
同济大学环境与科学工程学院
上海理工大学能源与动力学院
上海污染控制与生态安全研究院
出处
《原子与分子物理学报》
CAS
北大核心
2023年第6期141-151,共11页
基金
国家重点研发计划项目(2019YFC1805204)。
文摘
随着我国工业的快速发展,如何减量化处理工业排放的高盐废水已经成为了亟待解决的环境问题.在处理高盐废水的各种工艺中,热蒸发技术因具备脱盐效果好,灵活性好等特点得到了广泛应用.本文从微观角度出发,采用分子动力学模拟方法研究了LiCl、KCl、CaCl_(2)三种溶液在400 K和500 K两种温度加热条件下的蒸发过程,分析了Li^(+)、K^(+)、Ca^(2+),Cl^(-)四种盐离子对蒸发速率、水分子取向、氢键、溶液结构等性质的影响.研究结果表明温度的提升会对蒸发速率产生极大影响,温度的提高不会改变配位水化层的位置但会明显减少离子的配位水分子数,有利于提高活跃水分子的占比和蒸发速率.
关键词
高盐溶液
溶液蒸发
分子动力学模拟
Keywords
Evaporation
Saline solution
Molecular dynamic simulation
分类号
TK124 [动力工程及工程热物理—工程热物理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
电场条件下高盐溶液蒸发的分子动力学模拟
吴志根
吴少文
颜子涵
齐孝圣
《同济大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
平板式相变储能单元空气侧表面换热性能分析
张楠
陆威
吴志根
齐孝圣
苗冉
《化学工程》
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
下载PDF
职称材料
3
正二十四烷烃石蜡/膨胀石墨复合相变材料分子动力学模拟
齐孝圣
陆威
吴志根
张冠华
《原子与分子物理学报》
CAS
北大核心
2023
0
下载PDF
职称材料
4
高盐溶液蒸发过程中的分子动力学模拟与研究
吴少文
颜子涵
齐孝圣
吴志根
《原子与分子物理学报》
CAS
北大核心
2023
0
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职称材料
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