為探究沙柳生物質(zhì)致密成型過(guò)程中內(nèi)部木質(zhì)素的理化特性及其對(duì)燃料成型的影響,應(yīng)用軟件Materials Studio2017創(chuàng)建了木質(zhì)素分子片段,并在不同含水率、壓力、溫度下對(duì)其進(jìn)行了分子動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算及相關(guān)性質(zhì)預(yù)測(cè),并參照模擬條件與所得結(jié)果進(jìn)行了沙柳生物質(zhì)燃料熱壓成型試驗(yàn),繼而對(duì)成型后燃料樣品做了相關(guān)品質(zhì)特性的檢測(cè)與微觀形態(tài)的顯微分析。模擬結(jié)果顯示,含水率為8%、11%、14%、17%時(shí),沙柳木質(zhì)素玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度（T_g）依次為410、392、381、376 K;其次,木質(zhì)素分子的擴(kuò)散能力隨溫度的升高而變大,但隨壓力和含水率上升均呈先增后減的趨勢(shì),其中在壓力40 MPa、含水率14%時(shí)分別達(dá)到各自的最大值;此外,在含水率14%、壓力40MPa、溫度為380K條件下,水分子與木質(zhì)素分子可形成氫鍵,預(yù)測(cè)其主要來(lái)源為水分子與環(huán)羥基或非環(huán)羥基之間的相互作用。對(duì)成型燃料相關(guān)特性的分析顯示,就沙柳木質(zhì)素T_g等性質(zhì)的預(yù)測(cè)較為準(zhǔn)確;另外,適當(dāng)?shù)乃峙c溫度可降低成型功耗與松弛比,但均不宜過(guò)高;豎直方向,燃料內(nèi)部顆粒在粘流體的作用下以疊加的方式凝固在一起,而水平方向...

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

圖1 木質(zhì)素分子片段結(jié)構(gòu)與模型

沙柳屬于沙生灌木類植物，其木質(zhì)素組成單元多以愈瘡木基為主，結(jié)構(gòu)單元之間主要通過(guò)β-O-4鍵連接，此外，還有α-O-4鍵、β-5鍵、β-1鍵、5-5鍵等連接形式[12]。出于對(duì)計(jì)算機(jī)硬件水平及模擬時(shí)間等的考慮，本文所構(gòu)建木質(zhì)素分子鏈在滿足上述鍵連接的同時(shí)，采用Homopolyer構(gòu)....

圖2 不同含水率的木質(zhì)素退火處理模型

本文分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算均是在NPT系綜及Compass力場(chǎng)下完成[13-14]。對(duì)上文構(gòu)建的模型體系在經(jīng)過(guò)電荷平衡及能量?jī)?yōu)化等處理后，為得到更合理的模型構(gòu)象，采用Forcite模塊在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下對(duì)其做退火處理，退火循環(huán)4次，初始溫度設(shè)為300K，中間循環(huán)（最高）溫度為480K，一....

圖3 木質(zhì)素比體積與溫度變化關(guān)系

圖3為不同含水率下木質(zhì)素比體積（單位質(zhì)量的木質(zhì)素所占有的體積）隨溫度的變化關(guān)系，結(jié)果顯示：木質(zhì)素玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度隨著體系含水率的增加呈降低趨勢(shì)，含水率為8%、11%、14%、17%時(shí)，木質(zhì)素Tg依次為410、392、381、376K。說(shuō)明適當(dāng)增加水分能夠降低木質(zhì)素的Tg，可促進(jìn)木....

圖4 不同條件下木質(zhì)素分子的MSD

為增強(qiáng)模擬的可靠性以及與后續(xù)試驗(yàn)的契合度，本文對(duì)木質(zhì)素分子均方位移及徑向分布函數(shù)的計(jì)算，均是在不同的壓力與含水率等條件下所完成，以便更好的去對(duì)比分析。下圖分別給出了不同條件下木質(zhì)素分子的MSD，就其影響因素的顯著性來(lái)看，溫度最大、壓力次之、含水率最小。圖4a為木質(zhì)素分子MSD與壓....

本文編號(hào)：4039766