PDF《结渣初始层沉积物热力学性质的第一性原理计算》

上海理工大学学报第3 5卷第3期J.

UniversityofShanghaiforScienceandTechnologyVol.35No.32013文章编号:

1 0

0 7-6

7 3

5 (

2 0

1 3 )

0 3-0

2 6 5-0

5 收稿日期:

2 0

1 2-0 5-2

9 基金项目:国家自然科学基金资助项目(

5 1

2 7

6 2

1 2 ) ;

上海市青年科技启明星计划资助项目(

1 1 Q B

1 4

0 2

1 0

0 ) 第一作者:李明强(

1 9

8 3-) , 男, 硕士研究生. 研究方向: 煤灰量化研究. E-m a i l : l i m i n g q i a n g

9 1 1@1

6 3. c o m 通讯作者:张忠孝(

1 9

5 9-) , 男, 教授. 研究方向: 分级燃烧、 气流床气化及节能减排技术. E-m a i l : z h z h x

2 2 2@1

6 3. c o m 结渣初始层沉积物热力学性质的第一性原理计算 李明强1 , 杜梅芳1 , 乌晓江2 , 张忠孝3 ( 1. 上海理工大学 理学院, 上海

2 0

0 0

9 3;

2. 上海锅炉厂有限公司, 上海

2 0

0 2

4 5;

3. 上海交通大学 机械与动力工程学院, 上海

2 0

0 2

4 0;

) 摘要:为了解煤灰在洁净的水冷壁附近选择性沉积的微观机理, 以及进一步解决复杂的结渣问题, 采用第一性原理( f i r s t -p r i n c i p l e s ) 的超软赝势平面波方法, 对Al2O

3、 S i O

2、 和Fe2O

3 的电子结构、 热力学性质进行了计算;

结构优化, 使这3种矿物质达到最稳定的结构, 并计算出这3种矿物质的 电子结构、 晶胞参数;

根据声子谱态密度方法, 得出这3种矿物质的温熵积、 焓、 吉布斯自由能及比 定压热容;

由相关的数据拟合图像. 关键词:热力学性质;

电子结构;

声子谱;

煤灰;

第一性原理 中图分类号: O

6 4 1;

O

6 4

2 文献标志码:A F i r s t -p r i n c i p l e s C a l c u l a t i o n o f T h e r m o d y n a m i c P r o p e r t i e s o f I n i t i a l L a y e r S e d i m e n t s L I M i n g - q i a n g

1 , D U M e i - f a n g

1 , WU X i a o - j i a n g

2 , Z H A N G Z h o n g -x i a o

3 ( 1. C o l l e g e o f S c i e n c e, U n i v e r s i t y o f S h a n g h a i f o r S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y, S h a n g h a i

2 0

0 0

9 3, C h i n a;

2. S h a n g h a i B o i l e r W o r k s C o L t d, S h a n g h a i

2 0

0 2

4 5, C h i n a;

3. S c h o o l o f M e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g, S h a n g h a i J i a o t o n g U n i v e r s i t y, S h a n g h a i

2 0

0 2

4 0, C h i n a) A b s t r a c t : I n o r d e r t o k n o w t h e m i c r o s c o p i c m e c h a n i s m o f s e l e c t i v e d e p o s i t i o n o f c o a l a s h i n t h e a r e a n e a r b y c l e a n w a t e r w a l l a n d t o p r o v i d e s o m e t h e o r e t i c s l b a s i s t o s o l v e t h e p r o b l e m o f c o m p l e x s l a g g i n g , t h e u l t r a s o f t p s e u d o -p o t e n t i a l p l a n e -w a v e m e t h o d w a s i n t r o d u c e d b a s e d o n t h e f i r s t -p r i n c i p l e t o c a l c u l a t e t h e e l e c t r i c s t r u c t u r e a n d t h e r m o d y n a m i c p r o p e r t i e s o f A l 2O 3, S i O

2 a n d F e 2O 3. T h e m o s t s t a b l e s t r u c t u r e w a s a c h i e v e d a n d t h e e l e c t r i c s t r u c t u r e a n d c e l l p a r a m e t e r s o f t h e t h r e e m a t e r i a l s w e r e c a l c u l a t e d . T h e n t h e t h e r m o d y n a m i c p r o p e r t i e s w e r e d e r i v e d a n d t h e t e m p e r a t u r e e n t r o p y p r o d u c t T* S, h e a t c a p a c i t y c p , e n t h a l p y H a n d G i b b s f r e e e n e r g y G o f t h e t h r e e m i n e r a l s w e r e o b t a i n e d i n t h e l i g h t o f t h e m e t o d o f p h o n o n s p e c t r a s t a t e d e n s i t y . C o r r e s p o n d i n g c u r v e s w e r e f i t t e d w i t h t h e d a t a a c g u i r e d . K e yw o r d s : t h e r m o d y n a m i c p r o p e r t y;