تصویر میکروسکوپی از انتقال حرارت در اتیلن گلیکول مایع

تصویر میکروسکوپی از انتقال حرارت در اتیلن گلیکول مایع توسط

شبیه سازی دینامیک مولکولی: تفاوت با حالت تک هیدریک

هیروکی ماتسوبارا،  گوتا کیکوگاوا ، مامورو ایشیکیریاما ب ، سیجی یاماشیتا ، تاکو اوهارا ا

موسسه علوم سیالات، دانشگاه توهوکو، 2-1-1 Katahira، Aoba-ku، Sendai 980-8577، ژاپن

مرکز فنی هیگاشی فوجی، شرکت تویوتا موتور، 1200 میشوکو، سوسونو، شیزوکا ، ژاپن

چکیده

مطالعه حاضر به بررسی انتقال حرارت در مقیاس مولکولی در مایع اتیلن گلیکول می‌پردازد.

به طور گسترده  به عنوان رسانه انتقال حرارت استفاده می شود. ابتدا، با ترکیب مدل‌های مولکولی موجود، مدل جدیدی ایجاد کردیم.

مدل اتمی متحد اتیلن گلیکول نشان داد که این مدل به طور منطقی هدایت حرارتی تجربی را بازتولید می کند. با استفاده از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی غیرتعادلی با این مدل ما انتقال حرارت را به دلیل انواع مختلف فعل و انفعالات بین مولکولی و درون مولکولی مشخص کردیم.

بر اساس تصویری که جفت متقابل یک مسیر انتقال حرارت است ، این ویژگی‌ها با ویژگی‌های اتانول مقایسه شدند تا مکانیسم مولکولی را که به دلیل هیدروکسیل شدن اضافی روی اتانول، هدایت حرارتی پیشرفته‌تری را ایجاد می‌کند، روشن کند. نتایج نشان می‌دهد که افزایش هدایت حرارتی به این دلیل اتفاق می‌افتد که مسیرهای حرارتی اضافی ارائه شده توسط گروه دوم هیدروکسیل، میزان رسانش گرما را به دلیل همه واندروالس افزایش می‌دهد.

کولن و برهمکنش های کووالانسی به طور خاص، افزایش تعداد مسیرهای مرتبط با برهمکنش کولن بین مولکولی بین گروه های هیدروکسیل غیر پیوند هیدروژنی برجسته است و در نتیجه برهمکنش کولن که یک حامل گرمایی کارآمد است، بیشترین مقدار رسانش گرما را در اتیلن گلیکول دارد. اگرچه گروه دوم هیدروکسیل نیز تعداد پیوندهای هیدروژنی را افزایش می دهد، انتقال حرارت مستقیم از طریق پیوندهای هیدروژنی تنها بخش کوچکی از انتقال حرارت کل را تشکیل می دهد. از سوی دیگر، این افزایش پیوند هیدروژنی، از آنجایی که یک بسته  مولکولی متراکم را در برابر افزایش حجم مولکولی حفظ می کند که در افزایش چگالی مسیرهای حرارتی ضروری است.

اصل این مقاله به صورت ترجمه نشده از طریق لینک زیر قابل دسترسی می باشد :