可膨胀过热水系统多气核演化过程与临界过热度分析

作者：厉思杰; 白博峰

来源：Acta Physica Sinica, 2009, (11): 7596-7602.

• 过热水系统
• 分子动力学
• 气核
• 临界过热度 homogeneous nucleation
• molecular dynamics simulation
• vapor embryos
• spinodal temperature

使用分子动力学方法,研究过热水系统均质沸腾核化过程.采用Langevin动力学方法控制体积可变系统的温度与压力,更好地模拟了沸腾实际物理过程.得到了液相系统体积连续膨胀、分子间距逐渐增大,最终稳定在汽相的现象学规律.当过热温度较高时,亚稳态液相系统可能在局部形成不同大小的近球形区域:气核,这些气核是不稳定的,处于不断演化之中.通过分析分子所受引力与斥力的共同作用,得到了气核形成与消亡以及多个气核融合的机理.比较了模拟结果与经典沸腾理论的差异,提出了气核生长是比气泡生长更为微观过程的认识.通过研究不同过热度系统,得到了模拟条件下水的均质沸腾临界过热温度为535K左右,在已有的实验结果范围内.

• 出版日期2009