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衝撃波管による流体の相変化現象の分子熱流体力学的研究

使用激波管研究流体相变现象的分子热流体动力学

基本信息

批准号：
08875047
负责人：
藤川重雄
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Toyama Prefectural University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至 1997
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は,気液界面で過飽和状態にある蒸気の相変化(凝縮)現象,とくに,相変化速度,相変化のメカニズム,凝縮係数とその温度・密度依存性,等を分子レベルで解明することを目的としてなされたものである.強い会合性のために相変化に影響を与えると予想されるメタノール蒸気および酢酸蒸気に対して,衝撃波管による実験,気体力学の理論解析,分子動力学シミュレーションを行い,以下のことを明らかにした.1.酢酸蒸気は強い会合性のために常温においても二量体を形成し,実験データの整理および凝縮係数の決定に必要な諸熱物性値は化学平衡論に基づいて求めなければならない.また,メタノール蒸気はほぼ単量体として扱える.2.メタノールおよび酢酸のいずれの蒸気においても,凝縮係数は気液界面での蒸気の温度および密度に強く依存している.すなわち,凝縮係数は温度が高いほど大きく,密度が高いほど小さくなる.全体に,凝縮係数は酢酸蒸気の場合の方がメタノール蒸気の場合よりも大きい.3.メタノールの相変化の時空相関現象は,凝縮分子により液体分子の蒸発が影響を受け,凝縮後5ps程度以下の時間範囲では蒸発の割合が低く,約10ps経過後最も高くなり,その後時間の経過とともに減少する.また,空間的には凝縮位置から離れるにしたがい蒸発分子に対する凝縮分子の影響が弱くなる.以上の結果は,今後,相変化のメカニズムをモデル化する際にきわめて有用な知見を提供するものである.

In this paper, the phase transformation (condensation) phenomenon of vapor in supersaturated state at gas-liquid interface is studied. The phase transformation velocity, phase transformation, condensation coefficient, temperature and density dependence, etc. The influence of strong convergence on the formation of two quantities of gas and acid is discussed in detail in the paper. The thermal properties are necessary for the determination of the condensation coefficient and the chemical equilibrium theory. 2. The temperature and density of the vapor at the interface between the vapor and the liquid depend strongly on the condensation coefficient of the vapor. The shrinkage coefficient varies from high to high temperature, and from high to low density. 3. The space-time correlation phenomenon of phase transformation of condensed molecules is affected by the evaporation of condensed molecules. The time range of evaporation after condensation is lower than 5ps, and the maximum time range after condensation is about 10ps. The influence of condensed molecules on the condensed position of space is weak. The above results will be used to provide useful information in the future.