矽膠-水介面動態行為之分子動力學模擬

Translated title of the thesis: Molecular Dynamic Simulation of the Dynamic Behavior at Silica-Water Interface
  • 林 姿菱

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

隨著能源世界經濟的發展、能源有限及環保意識的提升,如何有效利用能源又能減少環境之汙染為目前主要關心議題。壓縮式冷凍循環為目前主要冷凍循環之一,但其使用之冷媒對環境有所破壞,所以壓縮式冷凍循環系統將會被淘汰,必須使用其他冷凍循環系統來替代壓縮式冷凍循環,而固體吸附式冷凍循環剛好可以解決壓縮式其缺點, 本文以吸附式製冷之原理為出發點,目前主要吸附式冷凍循環主要採用之吸附劑及冷媒為矽膠與水,吾人採用COMPASS力場探討矽膠-水為吸附劑的冷媒組合,首先吾人利用穩態分子動力學分析不同矽膠介面(親水性或疏水性)吸附過程與其物理性質,現今吸附劑,在吸附飽和後,利用提供高溫能量使水氣分子脫附於矽膠,本文高溫系統模擬其脫附過程與其物理性質,應用水分子擴散動力學分析解釋其吸附與脫附之效果,模擬結果顯示其親水性吸附效果較佳,但在高溫脫附時,卻沒疏水性效果好。 非平衡分子動力學數值模擬方式觀察矽膠-水系統的不同介面(親水性或疏水性)熱傳現象,利用邊界溫度控制方式或者輸入能量方式,觀察其能量傳遞過程,本文模擬結果顯示,因為介面性質會影響其能量傳遞,其親水性表面因為有氫鍵關係,使其熱阻降低,有助於能量傳遞。 由上述兩種方式探討固體吸附式冷凍循環之吸附床,利用分子動力學探討水分子與矽膠之關係,建立吸附劑與水分子之模型,並且利用數值分析,探討其動力性質,為吸附劑之開發提供一個降低實驗成本所需之研究方法。
Date of Award2014 Jul 8
Original languageChinese
SupervisorSteven Hsin-Yi Lai (Supervisor)

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