溴化鋰吸收式制冷機具有廣闊的市場(chǎng)前景。在吸收式制冷系統中，發(fā)生在吸收器中的溴化鋰濃溶液吸收水蒸氣的過(guò)程是系統功能實(shí)現的關(guān)鍵階段，而提高吸收速率一直被認為是提高系統效率和減少交換面積的重點(diǎn)。在溴化鋰水溶液中加入少量的異辛醇等表面活性劑后，可以極大地提高吸收過(guò)程的傳熱傳質(zhì)能力。表面活性劑具有顯著(zhù)的強化吸收作用，國內外的學(xué)者也在這方面做了許多研究，但尚未得到清晰的和公認的解釋。本文采用分子動(dòng)力學(xué)模擬與實(shí)驗研究相結合的方法，從微觀(guān)角度研究表面活性劑的吸收促進(jìn)機理，以求豐富和改進(jìn)現有的表面活性劑強化吸收的理論。

主要研究成果歸納如下：采用分子動(dòng)力學(xué)方法研究了溫度對水的氣液界面微觀(guān)結構的影響。發(fā)現：液相密度是溫度的減函數，界面厚度是溫度的增函數；界面的存在對水分子局部結構幾乎沒(méi)有影響，但對水分子的取向有影響：界面處水分子的偶極方向平行于界面，但隨著(zhù)溫度的升高，界面對水分子取向的影響越來(lái)越??；溫度幾乎不改變水分子的局部結構；液相處，平均每個(gè)水分子形成氫鍵的數目幾乎穩定于某一數值，并且是溫度的減函數，隨著(zhù)水分子到達界面處，氫鍵的數目單調減少。采用分子動(dòng)力學(xué)方法研究了溫度和濃度對溴化鋰水溶液氣液界面微觀(guān)結構的影響。

發(fā)現：溴化鋰水溶液的液相密度是濃度的增函數，界面厚度是濃度的減函數，而溫度對液相密度和界面厚度的影響與濃度對其的影響相反；界面的存在并未影響離子周?chē)肿拥木植拷Y構和取向有序性；隨著(zhù)溫度的升高，離子周?chē)肿尤∠虻挠行蛐圆辉倌敲疵黠@；溴化鋰水溶液濃度的改變對離子周?chē)肿尤∠蚍植嫉挠绊懖淮?；溫度和濃度的改變對離子周?chē)肿泳植拷Y構的影響不大。采用分子動(dòng)力學(xué)方法研究了醇類(lèi)添加劑的數目對醇-水的混合物氣液界面微觀(guān)結構的影響。

模擬結果表明：醇分子吸附在氣液界面處，并在界面處優(yōu)勢取向；短鏈醇具有較強的溶解性；當正辛醇、異辛醇或正癸醇的數目較少時(shí)，醇分子在氣液界面處形成單層，隨著(zhù)醇分子數目的增加，在氣液界面處形成雙層；界面厚度是醇分子數目的增函數。采用分子動(dòng)力學(xué)方法研究了醇類(lèi)添加劑的種類(lèi)、數目及溴化鋰水溶液的質(zhì)量分數對醇-溴化鋰水溶液混合物氣液界面微觀(guān)結構的影響。

模擬結果表明：正烷醇分子吸附在氣液界面處，并在界面處優(yōu)勢取向，并且這種優(yōu)勢取向隨著(zhù)正烷醇數目的增加而更加顯著(zhù)；界面厚度是正烷醇數目和烴基鏈長(cháng)度的增函數；隨著(zhù)正烷醇數目的增加，烴基鏈垂直于界面的方向有序性更加明顯；離子與正烷醇中羥基存在著(zhù)相互作用；正丁醇或異辛醇關(guān)于溴化鋰水溶液的溶解性是溴化鋰水溶液質(zhì)量分數的減函數，符合鹽析效應理論。采用Daiguji等提出的模型，將醇分子置于吸收端溴化鋰水溶液的兩個(gè)氣液界面處，采用分子動(dòng)力學(xué)方法研究非平衡條件下，醇類(lèi)添加劑對溴化鋰水溶液吸收水蒸氣的影響。

模擬結果表明：正丁醇、正已醇、正辛醇、異辛醇、正癸醇均在溴化鋰水溶液吸收水分子的過(guò)程中表現出強化作用，與實(shí)驗趨勢是吻合的。對表面張力進(jìn)行了實(shí)驗和分子動(dòng)力學(xué)研究。采用表面張力儀測量了常溫下水、質(zhì)量分數為60%的溴化鋰水溶液的表面張力，與文獻中的測量值接近。測量了單獨添加正已醇、正辛醇、異辛醇、仲辛醇以及兩兩混合前述物質(zhì)后的溴化鋰水溶液的表面張力，發(fā)現添加兩種添加劑后溶液的表面張力與單獨添加時(shí)較低的張力值接近。采用分子動(dòng)力學(xué)方法研究了溫度、濃度對水及溴化鋰水溶液表面張力的影響。

計算結果表明：水和溴化鋰水溶液表面張力的計算值小于實(shí)驗值，但隨著(zhù)溫度、濃度的變化趨勢與實(shí)驗趨勢是一致的。采用分子動(dòng)力學(xué)方法計算了分別加有正丁醇、正已醇、異辛醇的質(zhì)量分數為60%的溴化鋰水溶液的表面張力，發(fā)現添加劑都能一定程度地降低溶液的表面張力；同時(shí)計算了加有不同數目正辛醇的溴化鋰水溶液的表面張力，發(fā)現溴化鋰水溶液的表面張力是正辛醇數目的減函數，與實(shí)驗趨勢一致。