Simulação numérica do fluxo de gás rarefeito ao redor de micro e nano partículas sólidas e esféricas causado por evaporação e condensação na superfície

• Processo: 16/09118-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Vigência (Início): 01 de agosto de 2016
• Vigência (Término): 30 de novembro de 2017
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Denize Kalempa
• Beneficiário: Vinícius Braga Leite
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 16/20716-9 - Fenômenos de evaporação e condensação de uma mistura gasosa binária em uma gota, BE.EP.IC
• Assunto(s): Condensação Evaporação Aerossóis Gases Fluxo dos gases Cinética dos gases Partículas sólidas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aerossóis | condensação na superfície | Equação de Boltzmann | evaporação | gás rarefeito | Dinâmica de gases rarefeitos

Resumo

O presente projeto de pesquisa tem por objetivo calcular numericamente as características macroscópicas de um fluxo de gás rarefeito ao redor de micro e nano partículas sólidas e esféricas causado por efeitos de evaporação e condensação na superfície. Os cálculos numéricos serão realizados com base em um modelo cinético para a equação de Boltzmann e no método numérico de velocidades discretas. As características macroscópicas do gás, tais como pressão, temperatura, velocidade hidrodinâmica e fluxo de calor, ao redor da partícula esférica serão determinadas em um amplo intervalo de número de Knudsen, parâmetro definido como a razão entre o livre caminho médio molecular e um comprimento característico do sistema em estudo. No regime hidrodinâmico, correspondendo a situações em que o número de Knudsen é muito pequeno (baixo grau de rarefação do gás), os resultados serão comparados com os resultados obtidos via equações da mecânica dos meios contínuos com condições de contorno apropriadas para descrever os fenômenos de evaporação e condensação na superfície. Uma comparação com dados experimentais e resultados teóricos, obtidos através de metodologias diferentes, disponíveis na literatura também será realizada para verificar a confiabilidade do código numérico elaborado em todo o intervalo de número de Knudsen. Uma visita de quatro meses à Aix-Marseille University, na França, com solicitação de bolsa BEPE-IC à FAPESP, é prevista para apresentação da metodologia e discussão dos resultados e posterior generalização do código numérico elaborado para a consideração de misturas de gases rarefeitos com evaporação e condensação de um dos seus constituintes. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

LEITE, VINICIUS BRAGA; KALEMPA, DENIZE; GRAUR, IRINA. Kinetic modelling of evaporation and condensation phenomena around a spherical droplet. INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER, v. 166, FEB 2021. (16/09118-2, 16/20716-9, 15/20650-5)