【摘 要】
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基于LAMMPS（Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator）分子动力学方法，研究煤纳米孔隙中驱动力、孔径、温度和压力对甲烷吸附/解吸和流动的影响规律。结果表明，随着驱动力增加，甲烷分子黏度逐渐减小，流动性增强，流动速度增大，滑移长度绝对值逐渐减小，流动趋近于无滑移状态。甲烷的吸附密度与驱动力无关，主要受气-固作用影响。甲烷在
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（11802231,51974239,52174203）；
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基于LAMMPS（Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator）分子动力学方法，研究煤纳米孔隙中驱动力、孔径、温度和压力对甲烷吸附/解吸和流动的影响规律。结果表明，随着驱动力增加，甲烷分子黏度逐渐减小，流动性增强，流动速度增大，滑移长度绝对值逐渐减小，流动趋近于无滑移状态。甲烷的吸附密度与驱动力无关，主要受气-固作用影响。甲烷在流动过程中会吸附于煤孔隙壁面，当煤孔径较小时，甲烷几乎全部吸附，无游离态甲烷。增大煤孔径，壁面范德华力对游离态甲烷影响减弱，甲烷流动速度增大，孔隙内出现大量游离态甲烷，甲烷由单峰分布转为两个对称的双峰分布。大孔径中甲烷黏度较低，流动性好，Hagen-Poiseuille方程更适用于较大孔径中的甲烷流动。升高温度，甲烷分子热运动增强，吸附层密度降低，甲烷流动速度增加，煤孔隙壁上吸附态甲烷解吸为游离态甲烷，甲烷流量增大。增大压力，孔隙内甲烷数量逐渐增多，甲烷分子间强烈的相互碰撞使得甲烷流动阻力增大，流速减小。本文从微观角度通过建立更加真实的模型阐明了煤纳米孔隙中甲烷吸附/解吸和流动机制，研究结果可为工程应用中促进甲烷解吸、提升煤层气开采效率提供理论基础。
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