Статистико-механічне моделювання впливу пористих середовищ на властивості рідин - Автореферат

Національна академія наук України Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наукРоботу виконано в Інституті фізики конденсованих систем Національної академії наук України. Захист відбудеться 09.03.2005 року о 15-30 на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.156.01 при Інституті фізики конденсованих систем Національної академії наук України за адресою: 79011 м. Використовуючи різні техніки та наближення в рамках теорії інтегральних рівнянь і методи компютерного моделювання, розраховано фазові діаграми газ-рідина для флюїду в невпорядкованому пористому середовищі, отримано ряд динамічних характеристик для молекул флюїду та досліджено структурні властивості флюїду в порах. Используя различные техники и приближения в рамках теории интегральных уравнений, а также методы компьютерного моделирования, рассчитаны фазовые диаграммы газ-жидкость для флюида в неупорядоченной пористой среде, получен ряд динамических характеристик для молекул флюида и изучены структурные свойства флюида в порах. Кроме свойств простой жидкости в идеализированной матрице, рассмотрены также свойства молекул воды в сложной атомарно детализированной матрице, частицы которой представлены в виде композитов кремнезема, на поверхности которого расположены гидроксильные группы.Існують три основні характерні особливості, що можуть відбиватися на властивостях адсорбованих рідин в пористих матеріалах із невпорядкованою пористою структурою: · обмеженість простору за рахунок присутності матеріалу, що формує пори; Навіть при дуже великому значенні пористості середовища (наприклад, силікатний аерогель має пористість 98%) можна побачити значний вплив на фазові переходи газ-рідина у флюїді та на фазові переходи типу розшарування у багатокомпонентних флюїдах. Гетерогенність пористої структури тільки підсилює цей ефект, оскільки за рахунок невпорядкованості складових пористого матеріалу можуть виникати пустоти, недоступні для молекул даної рідини, та формування певного розподілу за розмірами самих пор, що, безумовно, позначається на значеннях локальної густини рідини. Аналізуючи літературні дані, присвячені вивченню властивостей флюїдів у порах, виявляємо цілий ряд ефектів, які пористе середовище спричинює в адсорбованому в ньому флюїді. Дослідження властивостей флюїдів в обмеженому просторі однієї пори (в рамках моделі пори між двома плоскими поверхнями, моделей циліндричної та сферичної пори) набули найбільшого поширення.Phys.-1997.-V.106.-P.200), записаних для системи флюїд в матриці, які повязують парні та прямі кореляційні функції частинок матриці і флюїду: , , , , де нижні індекси позначають сорти частинок (0 - матриця, 1 - флюїд); верхні індекси вказують на стан звязаності відповідних частинок та набувають значення 0-для вільних і 1 - для звязаних частинок; - матриця густини флюїду, яка складається з елементів Для моделі ленард-джонсівського (ЛД) флюїду в матриці запишемо В порівнянні із моделлю, розглянутою в другому розділі, де розміри матричних та флюїдних частинок були однаковими, в моделі КМ розміри частинки матриці є в сім разів більшими, ніж флюїду. Особливістю реалізації моделювання даної моделі за допомогою МД є те, що частина частинок системи повинна залишатися нерухомою (матриця) тоді, як решта частинок рухаються (флюїд) і взаємодіють між собою та нерухомими частинками. Зокрема, порівнюючи дані СКЗ для флюїду в обємі з даними СКЗ для флюїду в матриці при малій густині видно, що форма СКЗ має додаткову лінійну область між двома нормальними дифузійними режимами.