Estudo de processos de ebulição com o método de Boltzmann em rede do campo de fases em temperaturas reduzidas quase críticas

• Processo: 24/12388-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2029
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Luben Cabezas Gómez
• Beneficiário: Julia Akiko Sassa
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 22/15765-1 - Estudo de fenômenos de transporte aplicados à tecnologias emergentes de conversão de energia e armazenamento, AP.TEM
• Assunto(s): Mudança de fase
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Ebulição nucleada e convectiva | MBR do campo de fases | Método de Boltzmann em rede | Mudança de fase líquido-vapor | Temperatura quase crítica | Teoria da energia livre | Mudança de fase

Resumo

Este projeto trata da utilização do método de Boltzmann em rede (MBR) para estudar, atravésmodelagem matemática e simulação numérica, os fenômenos de transporte que ocorrem em problemas de mudança de fase de líquido-vapor com transferência de calor em temperaturas reduzidas quase críticas (0,75 < Tr < 0,98). O MBR é um método de simulação em escalas mesoscópicas que está sendo amplamente utilizado em nosso grupo de pesquisa para simular problemas de mudança de fase líquido-gás com e sem transferência de calor emgeometrias confinadas e microcanais (Czelusniak et al., 2020, 2022; Guzella et al., 2021;Mapelli et al., 2022, Jaramillo et al., 2022; e outros). O projeto trata especificamente dasimulação de problemas de ebulição nucleada e convectiva de fluidos reais em temperaturas quase críticas. Até o momento, no melhor conhecimento dos proponentes, o MBR tem sido usado para realizar análises qualitativas desses problemas. Isso envolve o MBR do pseudopotencial e do campo de fase. No projeto propõe-se realizar simulações de processos de ebulição nucleada e convectiva em condições reais condições de operação para realizar uma comparação cuidadosa com os resultados experimentais disponíveis.Também podem ser realizadas comparações com trabalhos anteriores. O projeto considera o desenvolvimento e utilização do MBR do campo de fase para simular os problemas propostos. Um estudo aprofundado da modelagem da conservação de massa, de momento e energia com a equação de Boltzmann em rede (EBR) deve ser realizado a fim de estabelecer o procedimento de simulação de um processo de ebulição com o MBR do campo de fases. Os resultados a serem obtidos com a metodologia serão comparados com dados experimentais de ebulição em piscina obtidos na Universidade da Coruña (UDC), e depois com dados de ebulição convectiva em canais para hidrocarbonetos a serem obtidos no grupo do Prof. Ribatski, considerando temperaturas reduzidas quase críticas.