خواص ترمودینامیکی مبردهای طبیعی گازی تک اتمی، دو اتمی و چند اتمی: مطالعه شبیه سازی دینامیک مولکولی

به دلیل تاثیرات نامطلوب محیطی ، مبردهای طبیعی اخیرا مورد توجه بسیاری قرار گرفته اند. در این راستا ، مطالعه حاضر با هدف ارزیابی خصوصیات ترمودینامیکی مبردهای مختلف گازی طبیعی در مقیاس مولکولی با استفاده از شبیه سازی های دینامیک مولکولی (MD) انجام شده است. در این راستا ، چگالی (به نمایندگی از ویژگی های ساختاری) ، آنتالپی و ظرفیت گرمایی ویژه (به نمایندگی از خواص گرمایی)  برای چندین مبرد گازی طبیعی از جمله هلیوم ، نیتروژن ، متان و اتان مطالعه شده اند. از پتانسیل لنارد-جونز برای شبیه سازی هلیوم و نیتروژن استفاده شد در حالی که پتانسیل AIREBO و میدان نیروی OPLS-AA برای شبیه سازی متان و اتان به عنوان مبردهای هیدروکربنی چند اتمی استفاده شد. شبیه سازی ها در دماهای مختلف بالاتر از نقطه جوش و فشارهای 1 ، 2 و 5 بار انجام می شود. نتایج MD با داده های تجربی مطابقت خوبی دارند و در میان پتانسیل های اعمال شده ، پتانسیل AIREBO در مقایسه با میدان نیروی OPLS-AA ، نتایج نزدیکتری به داده های تجربی را ارایه می دهد. مخلوط متان-اتان نیز در فشارهای مختلف مورد مطالعه قرار گرفت و با معادله حالت پنگ-رابینسون مقایسه شد. نتایج این مطالعه نشان می دهند که می توان از دینامیک مولکولی به عنوان ابزاری مطمین برای پیش بینی خصوصیات ترمودینامیکی مبردهای طبیعی استفاده کرد. نتایج این تحقیق می توانند در سیکلهای تبرید کاربرد داشته باشند.