محاسبه ویسکوزیته گاز هیدروژن و ارائه اصل حالتهای متناظر توسعه یافته در فشارهای بالا

هدف اصلی این کار تحقیقی محاسبه تصحیح مرتبه اول چگالی برای ویسکوزیته گاز هیدروژن و ارائه اصل حالتهای متناظر برای این گاز در فشارهای بالاست. میزان قابلیت و توانمندی این روش در مقایسه با داده های تجربی در دسترس مورد بحث و بررسی خواهد گرفت. این پایان نامه مشتمل بر سه فصل است. در فص اول ابتدا به شرح اجمالی دیدگاههای موجود در مطالعه فرایندهای انتقالی خواهیم پرداخت . در ادامه عبارتهای کوانتمی ضریب دوم ویریال ، چگونگی تبدیل انها به انتگرالهای فضای فاز در مکانیک کلاسیک و تقسیمات فضای فاز به سهم های آزاد ، مقید و شبه پایدار ارائه شده است. در فصل دوم بر پایه این فرمالیزم ، تقسیمات نسبی فضای فاز برای ضریب دوم ویریال (فشار) معرفی می شود تا در عبارتهای مربوط به مشارکتهای مختلف ضریب دوم ویریال ویسکوزیته مورد استفاده قرار گیرد. در این فصل سهم های آزاد مقید و شبه پایدار ضریب دوم ویریال (فشار) ، همچنین انتگرالهای برخورد کاهش با استفاده از پتانسیل واقعی برای گاز هیدروژن توسط برنامه های کامپیوتری مختلف محاسبه شده وار آنجا ضریب ویریال ویسکوزیته حاصل از برهمکنش دو - منومر ، سه - منومر ، منومر - دیمر و مجموع آنها در دمااهای مختلف بدست می آیدو در فصل سوم این پژوهش ابتدا تلاش می شود که با بکار بردن تصحیح مرتبه اول چگالی ، ویسکوزیته گاز هیدروژن در چگالیهای متوسط بر مبنای نظریه رینواتر - فرند تعیین و با نتایج تجربی مقایسه شود. نتایج حاصله تایید نمود مدل پتانسیل ‏‎msv‎‏که اخیرا با استفاده از روش وارونی مستقم ارائه شده بهترین تطابق را با داده های ترموفیزیکی فاز گازی نشان میدهد. با توجه به برقراری اصل حالات متناظر برای ویسکوزیته سیالات رقیق می توان حالتهای متناظر را برای سیالات چگال نیز با دقت نسبتا خوبی توسعه داد. از طریق این رهیافت و با نتیجه به اینکه شکل کلی تابع انرژی پتانسیل هیدروژن و گازهای نادر یکسان و تفاوت آنها فقط در پارامترهای پتانسیل می باشد، فرمول همبستگی ارائه شده برای محاسبه تابع انحراف ویسکوزیته گازهای نادر به گاز هیدروژن تعمیم داده د و بدین ترتیب ویسکوزیته این گاز در محدوده دمایی ‏‎(170 -400 k)‎‏ و تا فشار ‏‎(200mpa)‎‏ با دقتی در حدود نایقینی های تجربی بدست آمد. شایان ذکر است این روش می تواند برای محاسبه هدایت گرمایی هم توسعه یابد که این امر مستلزم داشتن اطلاعات کافی از سهم شیوه های حرکات انتقالی و درونی گاز رقیق است.