مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

شبیه‌سازی دینامیک مولکولی اثر طول نانولوله‌کربنی بر سیستم جذب انرژی نانوسیالی

نویسندگان
1 دانشگاه سیستان و بلوچستان
2 عضو هیئت علمی گروه مکانیک دانشگاه سیستان و بلوچستان
چکیده
در این کار، اثر طول نانولوله‌کربنی بر یک سیستم جذب انرژی نانوسیالی با استفاده از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی بررسی شده است. برای این منظور 6 طولnm 5، 6 nm، 7 nm، 8 nm، 9 nm و nm 10 برای هر یک از چهار نانولوله‌کربنی صندلی تک جداره صلب (8,8)، (10,10)، (12,12) و (14,14) انتخاب شده است. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که در طول و قطر‌های مختلف نانولوله‌کربنی، سطح نانولوله‌کربنی بدون اصطکاک است که باعث می‌شود بعد از اعمال یک سیکل بارگذاری-باربرداری بر سیستم، مولکول‌های آب بطور کامل از نانولوله‌کربنی خارج شوند. زاویه تماس که متناظر با شدت آب‌گریزی سطح نانولوله‌کربنی است، با افزایش طول و قطر نانولوله‌کربنی بطور متوسط به ترتیب 4 و 2 درصد کاهش می‌یابد؛ در نتیجه، فشار نفوذ مولکول‌های آب به درون نانولوله‌کربنی بطور متوسط به ترتیب 30 و 15 درصد کاهش می‌یابد. بعلاوه، با افزایش قطر و طول نانولوله‌کربنی جرم و اندازه آن افزایش یافته و باعث کاهش چگالی و بازده جذب انرژی در سیسستم جذب انرژی نانوسیالی می‌شود. همچنین چگالی شعاعی مولکول‌های آب در نانولوله‌کربنی برخلاف توده فاز مایع غیریکنواخت بوده و با افزایش طول نانولوله‌کربنی مقدار آن در هر دو پوسته کاهش یافته و در فاصله میان آنها افزایش می‌یابد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Molecular dynamics simulation of the effects of the carbon nanotube length on the nanofluidic energy absorption system

نویسندگان English

Sayed Hossein Ganjiani 1
Alireza Hossein Nezhad 2
2 Accademic staff
چکیده English

In this work the effect of carbon nanotube length on the nanofluidic energy absorption system is investigated by using molecular dynamic simulation. For this purpose, four rigid armchair carbon nanotubes (8,8), (10,10), (12,12) and (14,14), and six lengths (5.0 nm, 6.0 nm, 7.0 nm, 8.0 nm, 9.0 nm and 10.0 nm ) for each one are studied. Results of simulations show that the surface of carbon nanotube is frictionless in all length and diameters, causing water molecules defiltrated from carbon nanotubes after applying the loading-unloading cycle on the system. Contact angle which represents hydrophobic intensity of carbon nanotube is decreased averagely 4 and 2 % by increasing length and diameter of carbon nanotube, respectively; therefore, infiltration pressure of water molecules through carbon nanotube is decreased averagely 30 and 15 %, respectively. Moreover, the mass and size of carbon nanotube increase by increasing length and diameter of carbon nanotube, leading to the reduction of energy absorption density and efficiency. Also, density of water molecules in carbon nanotube unlike the bulk of liquid phase is non uniform, decreases in the first and second shells, and increases along the distance between them by increasing length of carbon nanotube.

کلیدواژه‌ها English

Infiltration pressure
Surface tension
Contact angle
Energy conversion