关于氧化细铁颗粒的表面化学吸附：来自分子动力学模拟的见解
流体动力学
2023-06-09 v2 应用物理
摘要
采用分子动力学（MD）模拟研究了铁（氧化物）与空气组合的热适应系数（TAC）和质量适应系数（MAC）。随后将所得的 TAC 和 MAC 用于点粒子克努森模型，以研究化学吸附和克努森过渡区对（细）铁颗粒燃烧行为的影响。针对不同的表面温度，研究了 与 以及 与 相互作用的热适应；而针对铁（氧化物）与氧的质量适应系数，则针对不同的初始氧化阶段 （表示 的摩尔比）和不同的表面温度进行了研究。MAC 随 从 0 增至 0.5 而从 1 快速降至 0.03，随后随 进一步增至 0.57 而趋于消失。将 MD 获取的适应系数纳入单铁颗粒燃烧模型后，观察到与先前发展的连续介质模型所得结果相比，单铁颗粒出现了新的温度演化。具体而言，本模拟结果表明氧化过程在颗粒达到峰值温度后仍在继续，而先前的模型预测最大温度在颗粒氧化至 时达到。由于氧化速率随 MAC 随氧化阶段增加而减小而减慢，在达到最高温度时热损失速率超过热释放速率，而此时颗粒尚未氧化至 。最后，研究并讨论了过渡区传热与传质对细铁颗粒燃烧行为的影响。
引用
@article{arxiv.2212.06432,
title = {On the surface chemisorption of oxidizing fine iron particles: insights gained from molecular dynamics simulations},
author = {L. C Thijs and E. Kritikos and A. Giusti and W. J. S Ramaekers and J. A. van Oijen and L. P. H de Goey and X. C. Mi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.06432},
year = {2023}
}