11163

11163

/استفاده از شبيه سازي مولكولي به روش مون تكارلوبراي مخلوطي از آب و هيدروكربن در مبحث تعادل

كارشناسي ارشد

شيمي

اسفندماه 1390

اسفندماه 1390

دكتر بهمن بهزادي

چكيده هدف اصلي اين پژوهش بررسي تعاد لهاي فازي به روش شبيه سازي مون ت كارلو بود . از بين روش هاي شبيه سازي مونت كارلو روش مجموعه گيبس براي اين منظور انتخاب شد . در ابتدا تعادل هاي فازي مواد ساده و كروي همچون آرگون و كريپتون بررسي شد و در ادامه مواد غير كروي تر همچون نيتروژن و متان، شبيه سازي شدند. در اين مرحله براي مواد خالص و تك سايت از روش مونت كارلوي پيوسته و از پتانسيل لناردجونز به عنوان تابع پتانسيل استفاده شده است . در اين مرحله نتايج شبيه سازي مطابقت مناسبي با داده هاي تجربي داشت . سپس پارامترهاي لناردجونز با استفاده از چگالي مايع اشباع و دماي بحراني براي هر ماده برازش شده اند و نتايج مجددًا محاسبه و با نتايج قبلي مقايسه شده اند. پس از انجام برازش، خطاي محاسبه دانسيته مايع ١ و / ٢٢ به ١١ / ٠، متان از ٦٢ / ١٤ به ٦٧ / ٠، كريپتون از ١٩ / ٥ به ٨٦ / به ترتيب براي آرگون از ١٦ ٠ درصد كاهش يافته است. سپس براي مولكول هاي پيچيده تر شامل آب، / ٨ به ٩ / نيتروژن از ٤٧ متان، اتان، پنتان و هگزان از روش مونت كارلوي شبكه اي استفاده شده است . براي آب از ،AMBER و براي هيدروكربن ها از ميدان هاي AMBER و COMPASS ،SPC-E ميدان هاي استفاده شد و تعادل فازي اين تركيبات مورد بررسي قرار گرفت تا TraPPE-UA و CHARM-27 تأثير ميدان هاي نيروي مختلف بر نتايج شبيه سازي ديده شود. سپس تعادل فازي بخار-مايع براي مخلوط اتان و پنتان بررسي شده است كه نتايج مطابقت بسيار خوبي با داده هاي تجربي داشته براي محاسبات تعادل فازي مايع -مايع - NVT است. در نهايت از شبيه سازي در مجموعه گيبس بخار در مخلوط آب و نرمال هگزان استفاده شده است. انجام اين شبيه سازي بسيار دشوار و زمان بر است و همين موضوع مهم ترين دليل نادر بودن انجام اين شبيه سازي در مقالات است. به طوري كه طبق اطلاعات بدست آمده تنها در يك مورد به صورت موفقيت آميز اجرا شده است. پس از انجام شبي هسازي مطابقت بسيار خوب نتايج با داده هاي تجربي مشاهده شد. واژه هاي كليدي: شبيهسازي مولكولي، شبيهسازي مونت كارلو، تعادل ها ي فازي ، مجموعه آماري گيبس، ميدان نيرو