含湿气体在日常生产、生活中广泛存在,通过凝结换热过程实现水分回收、余热利用以及散热降温是常见的方式。关于凝结机理的研究一直是传热传质领域的研究热点。随着研究技术、方法和手段的不断进步,凝结机理在微观尺度的研究得到了迅速发展。针对发生凝结现象的界面特征对凝结过程影响的研究层出不穷,研究表明,表面结构特征会对凝结接触角产生影响。在这些结构特征中,带孔表面较为特殊,因为孔的存在使得输运行为更为复杂,对凝结的影响较大。在宏观尺度上,关于含湿气体在带孔表面发生凝结的研究已经较为完善,但是,通过宏观研究手段得到的相关结论不能直接运用在微观尺度的带纳米孔表面上,这是因为分子在直径与其平均自由程量级相当的纳米孔内运动时,基于宏观的连续性假设失效,同时基于微观的受限传质机制开始发挥作用,所以亟需在相应的微观层面,深入开展含湿气体通过纳米孔输运和凝结行为基础研究。与此同时,含湿气体在微观尺度上的凝结现象及机理研究需要进一步开展。本文在前人的研究基础上,使用分子动力学方法,同时关注含湿气体的凝结与输运行为,对含湿气体通过纳米孔的行为进行了以下研究:1)从包括纳米孔孔径、纳米孔通道形状以及纳米孔润湿性在内的纳米孔性质出发,通过对含湿气体中不凝组分与水分子通过纳米孔数量和滞留纳米孔内的数量,水分子凝结的形态以及凝结发生位置,不凝气体与水分子的相对位置,各组分分子的运动轨迹以及该过程中的传热等方面进行统计与分析,发现在一定范围内增大纳米孔孔径,可以促进水分子的输运行为。改变纳米孔通道形状也能起到这个作用,在本文模拟工况中,当纳米孔通道形状为凹形孔时,水分子通过孔的数量占比可以达到45.30%,接近直孔工况的三倍。增大纳米孔材料的润湿性,可以使得水分子即使在不凝气体组成的膜上发生凝结,凝结时也拥有较小的接触角,并且也能使水分子通过被不凝气体膜包围的纳米孔通道。2)选取了氮气、氧气、氢气三种不凝气体,通过对含湿气体通过纳米孔时的各组分通过数量及比例,水分子发生凝结时的形态表现,各组分分子的运动轨迹等方面进行分析,在本文设定的工况条件下,发现氧气分子与氮气分子都会吸附于纳米孔表面及内部通道,形成一层不凝气体膜,但是水分子可以通过以氧气为不凝气体工况下的纳米孔,但却无法通过以氮气为不凝气体工况下的纳米孔。而氢气则对水分子的凝结以及通过行为影响不明显。此外,以氧气作为不凝气体组分时,水分子会大量通过纳米孔,在纳米孔上方凝结。以氢气和氮气作为不凝气体组分时,水分子都主要分布在纳米孔下方,通过纳米孔的水分子较少。3)通过以上研究,发现不凝气体对表面润湿性的影响是导致含湿气体通过纳米孔行为特性产生较大差异的原因。针对此原因,对含湿气体中不凝气体种类和初始密度进行相关模拟研究,得到了本文所研究的氮气,氧气,氢气这三种不凝气体影响润湿性程度的规律。含湿气体在表面发生冷凝的过程中,如果不凝气体能附着在表面上,那么该表面的润湿能力会发生变化,改变程度和速率与不凝气体分子质量,初始密度以及其与构成表面材料间的相互作用力有关。当不凝气体为氧气时,接触角最大可以到达75.6°左右,而当不凝气体为氮气时,接触角最大可以达到95.0°左右,并且接触角改变速率更快。而当不凝气体为氢气时,对表面的润湿能力的影响不明显。