Os refrigeradores tubulares são amplamente utilizados na sociedade atual, porém atualmente há falta de estudos sobre os mecanismos microscópicos do fluxo de gás dentro do tubo. Este artigo utiliza o método de simulação de dinâmica molecular para estabelecer um modelo de canal, realizando enchimento e esvaziamento de gás no interior do canal, simulando a compressão e expansão do tubo, e assim estudando as variações temporais da pressão axial, densidade, velocidade e temperatura do gás. Os resultados mostram que, à medida que o processo avança, os gradientes axiais de pressão e densidade do gás diminuem gradualmente até atingir o equilíbrio, mas surge um leve gradiente inverso. Nos processos de expansão e compressão, em 64 ps, ocorre a velocidade máxima próxima à saída do canal, sendo 775 m/s e 864 m/s, respectivamente, e com o progresso da reação, o ponto de velocidade máxima desloca-se gradativamente em direção à pressão mais baixa. A fase das ondas de pressão e velocidade em pontos diferentes do canal varia conforme a localização. Durante a compressão, a temperatura próxima à extremidade fechada do canal é alta, chegando a 500 K, enquanto longe da extremidade fechada é baixa, podendo cair para 223 K; no processo de expansão ocorre o contrário; na sobreposição do campo de temperatura de um ciclo, a média integrada no tempo é de 375 K na extremidade quente e 244 K na extremidade fria, favorecendo a dissipação de calor na extremidade quente e o resfriamento na extremidade fria.

simulação por dinâmica molecular; refrigerador tubular criogênico; propriedades termodinâmicas; fase