Las máquinas frigoríficas tubulares se utilizan ampliamente en la sociedad actual, pero actualmente carecen de estudios de los mecanismos microscópicos del flujo de gas dentro del tubo. Este artículo utiliza métodos de simulación molecular para establecer un modelo de canal y realiza el llenado y vaciado de gas dentro del canal, simulando la compresión y expansión del tubo, para estudiar los cambios a lo largo del tiempo de la presión axial, la densidad, la velocidad y la temperatura del gas. Los resultados muestran que a medida que avanza el proceso, los gradientes axiales de presión y densidad del gas disminuyen gradualmente hasta alcanzar el equilibrio, pero aparece un pequeño gradiente inverso. En los procesos de expansión y compresión a 64 ps, se observa la velocidad máxima cerca de la salida del canal, siendo 775 m/s y 864 m/s respectivamente, y con el progreso de la reacción, el punto de máxima velocidad se desplaza gradualmente hacia la zona de baja presión. La fase de las ondas de presión y velocidad en diferentes puntos del canal varía según la ubicación. Durante la compresión, la temperatura cerca del extremo cerrado del canal es alta, hasta 500 K, y lejos del extremo cerrado es baja, llegando a 223 K; en la expansión ocurre lo contrario; al superponer el campo de temperatura de un ciclo, el valor promedio integrado en el tiempo es de 375 K en el extremo caliente y de 244 K en el extremo frío, lo que favorece la disipación de calor en el extremo caliente y la refrigeración en el extremo frío.

simulación de dinámica molecular; máquina frigorífica tubular criogénica; propiedades termodinámicas; fase