Методы подбора жидкостей с заданными свойствами

• Автор: Охоцимский, Андрей Дмитриевич
• Шифр специальности: 01.04.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 172 c. : ил

ГЛАВА I. ФИЗИКА МНОГОАТОМНЫХ ЖИДКОСТЕЙ

§ I. Статистическая термодинамика многоатомных жидкостей

§ 2. Обобщенный однопараметрический закон соответственных состояний

Глава II. МЕТОДИКА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СВОЙСТВ ЖИДКОСТЕЙ И

ГАЗОВ

§ I. Обобщение модели сферической оболочки на не

симметричные молекулы

§ 2. Обобщение модели сферической оболочки на нежесткие молекулы

§ 3. Инкрементные методы расчета характерных

макроскопических параметров

§ 4. Проверка методики прогнозирования

Глава III. АЛГОРИТМЫ ПОДБОРА ВЕЩЕСТВ С ЗАДАННЫМИ СВОЙСТВАМИ
§ I. Алгоритм направленного поиска. Программа
"Фреоны"
§ 2. Программа "Парафины"
§ 3. Перспективы развития программ подбора
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ Получение материалов с заранее заданными свойствами являетдачи применительно к жидкостям и газам позволит оптимизировать процессы химической технологии, процессы производства и хранения энергии, даст возможность рекомендовать новые теплоносители и хладагенты с улучшенными параметрами. Ввиду того, что круг изученных веществ относительно узок, радикальное решение задачи подбора жидкостей или газов с заданными свойствами возможно только на пути направленного синтеза веществ с нужными параметрами. Алгоритмы поиска структурных формул веществ по заданным свойствам, рассматриваемые в настоящей работе, могут служить основой для такого направленного синтеза. Эти алгоритмы основаны на обращении методики прогнозирования свойств жидкостей и газов по структурной формуле молекулы вещества.
В первой главе диссертации рассмотрены основные методы расчета термодинамических свойств жидкостей и газов, показано, что использование моделей на молекулярном уровне в сочетании с эмпирическими обощениями позволяет получить надежную методику прогнозирования.
Во второй главе рассмотрены методы прогнозирования характерных макроскопических параметров - критической температуры, мольного критического объема, определяющего критерия термодинамического подобия неассоциированных веществ, показано, что полученная методика прогнозирования позволяет уверенно предсказывать термодинамические и некоторые кинетические свойства веществ во всей области состояний жидкости и газа.
В третьей главе рассмотрены методы решения задачи, обратной прогнозированию, т.е. алгоритмы поиска структурных формул по заданным свойствам, описаны машинные программы, осуществляющие рася важнейшей научно-технической проблемой

циональный, направленный поиск нужных веществ, без прямого перебора всех возможных структурных формул. Показана надежная работа программ подбора по опознанию изученных веществ.
На защиту выносятся:
1. Методика расчета характерных диаметров для несимметричных и нежестких молекул и инкрементные методы расчета мольного критического объема и постоянной дисперсионного взаимодействия.
2. Методика направленного поиска структурных формул по заданным свойствам.
3. Программы подбора "Фреоны" и "Парафины", осуществляющие поиск фреонов и предельных углеводородов, свойства которых находятся в заданных пределах или близки к заданным значениям, или принимают экстремальные значения.

(84)
(85)
С получается обычным образом (26). Нетрудно убедиться в
том, что для глобулярных молекул "квазимодельные" потенциалы тождественны друг другу и модельному потенциалу. Способ получения "квазимодельных" потенциалов непосредственно использует основную идею получения модельного потенциала глобулярных молекул, которая состоит в том, что на геометрические характеристики потенциальной ямы влияет только взаимодействие тех атомов, которые находятся в непосредственном контакте, а притяжение образуется за счет суммарного действия всех атомов молекулы.
Таким образом, можно перейти от рассмотрения ср(2} СОт, <х)п) к

рассмотрению набора "квазимодельных" потенциалов ь, <•> . Индексы I и у заменяют непрерывные переменные со1 и . Пространство ориентационных переменных разбивается при этом на секторы, имеющие двойную нумерацию Iу . Сектор і/ соответствует таким
поворотам молекул I и П, при которых наружный атом с номером I молекулы I и атом с номером у молекулы П повернуты друг к другу (рис. 5). Внутри сектора і/ потенциал считается центральным:
(р.. (У)} от сектора к сектору потенциал меняется скачком.
Из рис. 5 (нижняя часть) видно, каким образом огрубляется структура <р( 2, 0дт, Сх)д) при введении "квазимодельных" потенциалов. Слева - глобулярная молекула, жирная линия качественно характеризует анизотропию ее полного потенциала, пунктир соответствует модельному потенциалу. Справа - неглобулярная молекула, тонкая линия соответствует представлению межмолекулярного взаимотенциала (2) , который интересует нас в конечном итоге, ра-