【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及分子动力学模拟及光伏储热，特别是涉及一种氯化物熔盐的热导率确定方法及装置。
技术介绍
1、熔盐储热是利用熔盐在升温和降温过程中的温差实现热能存储的技术。熔盐作为一种成本较低、工作状态稳定、储热密度高、储热时间长的储热介质，在大规模中高温储热项目，如聚光太阳能热发电、火电厂改造等新型长时储热中占据主要位置。随着储热技术的发展，对熔盐工作温度要求越来越高，氯化物熔盐作为比碱金属熔融盐适用温度更高的储热介质，成为本领域人员研究的重点。
2、现有对熔盐的热物性评估的设备主要采用扫描量热仪进行测试，但此类设备的温度测量范围通常在650℃以下，而常用氯化物熔盐单质的熔点在1100k左右，导致氯化物熔盐在高温段的导热性能数据缺失，大大降低了氯化物熔盐导热性能评估的准确性，因此，亟需一种方法对氯化物熔盐的热导率进行准确的评估。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供一种氯化物熔盐的热导率确定方法及装置，主要目的在于解决现有氯化物熔盐的导热性能评估准确性较低的问题。
2、依据本专利技术一个方面，提供了一种氯化物熔盐的热导率确定方法，包括：
3、获取目标氯化物熔盐的熔盐参数，及匹配所述目标氯化物熔盐的预设温控条件，所述目标氯化物熔盐为单组分氯化物熔盐或混合氯化物熔盐；
4、依据所述熔盐参数构建氯化物熔盐单质晶胞，并基于所述氯化物熔盐单质晶胞构建得到目标分子模型；
5、依据目标势函数和所述预设温控条件，对所述目标分子模型的导热
6、依据所述温度梯度和所述分子动能数据计算得到所述目标氯化物熔盐的热导率。
7、进一步地，所述基于所述氯化物熔盐单质晶胞构建得到目标分子模型，包括：
8、将所述氯化物熔盐单质晶胞扩充至预设分子数量，得到初始分子模型；
9、对所述初始分子模型进行退火处理；
10、对退火处理后的初始分子模型进行晶格优化处理，得到目标分子模型。
11、进一步地，在所述目标氯化物熔盐为混合氯化物熔盐的情况下，所述氯化物熔盐单质晶胞包括不同氯化物的氯化物熔盐单质晶胞，所述将所述氯化物熔盐单质晶胞扩充至预设分子数量，得到初始分子模型，包括：
12、按照所述熔盐参数中不同氯化物之间的配比，对不同氯化物的氯化物熔盐单质晶胞进行扩充，直至所述不同氯化物的氯化物熔盐单质晶胞的总量满足所述预设分子数量，得到初始分子模型。
13、进一步地，所述预设温控条件包括极限升温温度、目标模拟温度、第一时长及第二时长，所述依据目标势函数和所述预设温控条件，对所述目标分子模型的导热过程进行反向非平衡分子动力学模拟，得到温度梯度和分子动能数据，包括：
14、提取所述目标分子模型中的模型体系坐标信息和电荷信息，并依据所述模型体系坐标信息构建三维立方体盒子，其中，所述三维立方体盒子用于表征模拟过程的周期性边界条件；
15、在正则系综下模拟热浴升温，将温度升至所述极限升温温度，以使所述目标氯化物熔盐呈熔融态，并冷却至所述目标模拟温度；
16、依次在等温等压系综及正则系综下平衡所述第一时长，并在平衡过程中，依据所述目标势函数及所述电荷信息更新所述三维立方体盒子中粒子的位置和速度；
17、在微正则系综下提取所述三维立方体盒子中的温度梯度和分子动能数据。
18、进一步地，所述依据所述目标势函数更新所述三维立方体盒子中粒子的位置和速度，包括：
19、将所述电荷信息载入所述目标势函数，并利用截断法、依照预设截取半径求解短程相互作用力，以及利用ewald算法、依照预设计算精度求解长程静电相互作用力；
20、依据所述短程相互作用力、所述长程静电相互作用力对粒子加速度进行初始化，并依据初始化粒子加速度、预设环境参数构建牛顿运动方程，所述预设环境参数包括压力值、应力阻尼系数、温度阻尼系数及能量交换速率；
21、采用velocity-verlet算法对所述牛顿运动方程进行求解，以对所述三维立方体盒子中的粒子位置和速度进行更新。
22、进一步地，所述目标势函数的公式为：
23、其中，qi代表碱金属离子的形式电荷，取+1；qj代表氯离子的形式电荷，取-1；rij是两个离子之间的中心距离，aij代表排斥参数；σij代表晶体的离子半径，ρ表示硬度参数，cij和dij表示范德瓦尔斯参数。
24、进一步地，所述压力值为0.1mpa所述预设截取半径为所述预设计算精度为1×10-4，所述应力阻尼系数为1000，所述温度阻尼系数为100，所述能量交换速率为200。
25、进一步地，所述目标氯化物熔盐为目标储能设备的待验证储能材料，所述目标模拟温度基于所述目标储能设备的预期运行环境确定，所述极限升温温度的取值区间为[1800k，2000k]，所述第一时长为0.1ns，所述第二时长为1ns。
26、进一步地，所述依据所述温度梯度和所述分子动能数据计算得到所述目标氯化物熔盐的热导率之后，所述方法还包括：
27、调取所述目标储能设备的备选氯化物熔盐序列，所述备选氯化物熔盐序列为基于在先验证过的不同备选氯化物熔盐的热导率大小排序得到；
28、依据所述热导率确定所述目标氯化物熔盐在所述备选氯化物熔盐序列中的序位，并依据所述序位将所述目标氯化物熔盐更新至备选氯化物熔盐序列中。
29、依据本专利技术另一个方面，提供了一种氯化物熔盐的热导率确定装置，包括：
30、获取模块，用于获取目标氯化物熔盐的熔盐参数，及匹配所述目标氯化物熔盐的目标势函数、预设温控条件，所述目标氯化物熔盐为单组分氯化物熔盐或混合氯化物熔盐；
31、构建模块，用于依据所述熔盐参数构建氯化物熔盐单质晶胞，并基于所述氯化物熔盐单质晶胞构建得到目标分子模型；
32、模拟模块，用于依据目标势函数和所述预设温控条件，对所述目标分子模型的导热过程进行反向非平衡分子动力学模拟，得到温度梯度和分子动能数据；
33、计算模块，用于依据所述温度梯度和所述分子动能数据计算得到所述目标氯化物熔盐的热导率。
34、进一步地，所述构建模块，包括：
35、扩充单元，用于将所述氯化物熔盐单质晶胞扩充至预设分子数量，得到初始分子模型；
36、退火单元，用于对所述初始分子模型进行退火处理；
37、晶格优化单元，用于对退火处理后的初始分子模型进行晶格优化处理，得到目标分子模型。
38、进一步地，在具体应用场景中，所述扩充单元具体用于按照所述熔盐参数中不同氯化物之间的配比，对不同氯化物的氯化物熔盐单质晶胞进行扩充，直至所述不同氯化物的氯化物熔盐单质晶胞的总量满足所述预设分子数量，得到初始分子模型。
39、进一步地，所述模拟模块，包括：
40、构建单元，用于提取本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种氯化物熔盐的热导率确定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述氯化物熔盐单质晶胞构建得到目标分子模型，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述目标氯化物熔盐为混合氯化物熔盐的情况下，所述氯化物熔盐单质晶胞包括不同氯化物的氯化物熔盐单质晶胞，所述将所述氯化物熔盐单质晶胞扩充至预设分子数量，得到初始分子模型，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设温控条件包括极限升温温度、目标模拟温度、第一时长及第二时长，所述依据目标势函数和所述预设温控条件，对所述目标分子模型的导热过程进行反向非平衡分子动力学模拟，得到温度梯度和分子动能数据，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述依据所述目标势函数更新所述三维立方体盒子中原子的位置和速度，包括：
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述目标势函数的公式为：
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述压力值为0.1MPa所述预设截取半径为所述预设计算精度为1×10-4，所述
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述目标氯化物熔盐为目标储热设备的待验证储热介质，所述目标模拟温度基于所述目标储热设备的预期设计参数确定，所述极限升温温度的取值区间为[1800K，2000K]，所述第一时长为0.1ns，所述第二时长为1ns。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述依据所述温度梯度和所述分子动能数据计算得到所述目标氯化物熔盐的热导率之后，所述方法还包括：
10.一种氯化物熔盐的热导率确定装置，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种氯化物熔盐的热导率确定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述氯化物熔盐单质晶胞构建得到目标分子模型，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述目标氯化物熔盐为混合氯化物熔盐的情况下，所述氯化物熔盐单质晶胞包括不同氯化物的氯化物熔盐单质晶胞，所述将所述氯化物熔盐单质晶胞扩充至预设分子数量，得到初始分子模型，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设温控条件包括极限升温温度、目标模拟温度、第一时长及第二时长，所述依据目标势函数和所述预设温控条件，对所述目标分子模型的导热过程进行反向非平衡分子动力学模拟，得到温度梯度和分子动能数据，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述依据所述目标势函数更新所述三维立方体盒子中原子的位置和速度，包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：崔吉祥，肖键，孙耀芹，刘譞，姜秀华，马立康，刘昊天，李靖轩，韩飞洋，张红昌，李金铎，
申请(专利权)人：国网冀北电力有限公司技能培训中心，
类型：发明
国别省市：
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