Thermodynamic, Dynamic and Structural Properties

of Methane-Nitrogen Mixture.

A Molecular Dynamics Simulation Study

 

Propriétés Thermodynamiques, de Transport

et Structurales du Mélange Méthane-Azote. Etude

par Dynamique Moléculaire

 

F. Mesli, R. Mahboub*

Department of Chemistry, Faculty of Sciences,

Abou Bakr Belkaid University, B.P. 119, Tlemcen, 13 000, Algeria.

* Corresponding author. E-mail: radiamahboub@yahoo.com

Received: 08 July 2009; revised version accepted: 05 July 2010

 

Abstract

     This work concerns the site-site interaction study of methane-nitrogen mixture using the LENNARD-JONES and BUCKINGHAM potentials. New BUCKINGHAM potential parameters have been calculated by our described method. This adapted model allows determining the characteristics for the SP1, SP4, and SP8 state points, and was applied to study the properties for the methane-nitrogen mixture by molecular dynamics. The thermodynamic, dynamic and structural properties for both the NVT and NPT ensembles of methane-nitrogen system have been calculated. Numerical results compared to the LJ model and to some experimental results and theoretical data found in the literature are in good accordance. Radial distribution functions confirmed the LNG liquid state and good prediction on transport properties.

 

Keywords: Molecular Dynamics ; BUCKINGHAM potential ; LENNARD-JONES parameters ; Diffusion coefficient ; Viscosity.

 

Résumé

     Ce travail étudie les interactions site-site du mélange méthane-azote à l’aide des potentiels de LENNARD-JONES et de BUCKINGHAM. Nous avons calculé les nouveaux paramètres du potentiel de BUCKINGHAM par notre méthode. Le nouveau modèle, nous a permis d’évaluer les caractéristiques pour les trois points d’états SP1, SP4, et SP8. Par ailleurs, ce modèle a été utilisé pour étudier les propriétés du mélange méthane-azote par dynamique moléculaire. Les propriétés thermodynamiques, de transport et structurales ont été calculées pour le système méthane-azote dans les deux ensembles NVT et NPT. Nos résultats numériques comparés à ceux obtenus par le modèle de LENNARD-JONES, aux résultats expérimentaux et théoriques sont en bon accord. Les fonctions de distributions radiales confirment l’état liquide du GNL et une bonne prédiction des propriétés de transport.

 

Mots clés : Dynamique Moléculaire ; Potentiel de BUCKINGHAM ; Paramètres de LENNARD-JONES ; Coefficient de diffusion, Viscosité.

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