گسترش تئوري اغتشاش ترموديناميكي درجه دو (TPT2) با اعمال پتانسيل جاذبه لنارد-جونز به فاز جامد

دكتري

بر مبناي تئوري اغتشاش معادله حالتي آماري براي كل بازه سيال تا جامد توسعه داده شده است. در تئوري اغتشاش خواص ترموديناميكي از مجموع دو سهم مرجع و اغتشاش تشكيل مي‌شوند. پتانسيل مورد استفاده در توسعه معادله حالت مدل پتانسيل لنارد-جونز (LJ) بر مبناي جدايش پتانسيل ويكس-اندرسون-چندلر (WCA) است. عبارت مرجع معادله حالت سيستم زنجير انعطاف‌پذير است كه منومرهاي ناپيوندي آن از طريق بخش دافعه پتانسيل LJ برهمكنش دارند. براي توسعه معادله حالت مرجع از تئوري اغتشاش مرتبه دوم ورتايم (TPT2) استفاده شده است. در قالب اين تئوري لازم است خواص ترموديناميكي و ساختاري سيستم منومري WCA تعيين گردد. شبيه‌سازي‌هاي گسترده مونت‌كارلو (MC) در محدوده وسيعي از دماي‌كاهش يافته و كسر پرشدگي در كل بازه سيال تا جامد انجام و خواص مذكور محاسبه گرديد. نتايج حاصل از معادله حالت TPT2 با داده‌هاي شبيه‌سازي مولكولي MC ضريب تراكم‌پذيري و انرژي دروني كه در اين پژوهش انجام شده است مقايسه و تطابق بسيار خوبي مشاهده شد. برهمكنش‌هاي جاذبه پراكندگي با استفاده از تئوري اغتشاش مرتبه دوم باركر-هندرسون (BH) به عبارت دافعه اضافه شده و معادله حالت نهايي تكميل گرديد. در توسعه عبارت جاذبه LJ براي سيستم زنجير انعطاف‌پذير از تابع توزيع شعاعي سيستم زنجير كره سخت استفاده شده است. معادله حالت نهايي تطابق بسيار خوبي با داده‌هاي شبيه‌سازي MC در فاز سيال و جامد دارد. در نهايت اين معادله حالت كه داراي سه پارامتر طول زنجير، قطر سگمنت و انرژي بين سگمنت‌هاست به سيستم واقعي نرمال آلكان‌ها اعمال و پارامترهاي مواد خالص آن تعيين گرديد. ضمناً با كاربرد قوانين اختلاط تك-سيال واندوالس سيستم مخلوط آلكان‌ها و ميزان رسوب واكس در نمونه‌هاي نفتي مورد بررسي قرار گرفت. در نهايت مي‌توان گفت كه معادله حالت جديد با موفقيت به كل بازه سيال تا جامد توسعه داده شده است.

191230

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر فرزاد علوي

مهندسي شيمي

دكتر فرزانه فيضي - دكتر سيد مجيد هاشميان زاده