Propiedades térmicas de una interfaz líquido-vapor en un nano-canal expuesta a gradientes de temperatura

MARÍA MERCEDES FIORA; IGNACIO URRUTIA; CLAUDIO PASTORINO

Congreso; Reunión Anual de la AFA ( Primera RAFA Virtual); 2020

El objetivo de este trabajo es estudiar las propiedades térmicas deun fluido confinado en un nano-canal bajo un gradiente de temperaturautilizando simulaciones de dinámica molecular.Seanalizaronnano-canales planos llenados parcialmente con líquido, en los cualeslas paredes superior e inferior del canal se ponen a temperaturasdiferentes, generando un gradiente térmico. Se utilizóel termostato de paredes térmicas para fijar la temperatura de laspartículas en diferentes valores para las dos paredes del canal. Sedestaca que este método no impone un gradiente en el sistema sinoque, al fijar las temperaturas en cada una de las paredes, el perfilde temperatura será el que surja de la forma en que se transfierecalor en la fase líquida, la interfaz y el vapor.Se implementó unarutina que calcula el flujo de calor en términos de las velocidadesy posiciones de las partículas utilizando el procedimiento deIrving-Kirkwood. Se pudo estabilizaruna fase líquida en coexistencia con una fase vapor con un gradientede temperatura. Este sistema se encuentra fuera del equilibrio y seanalizó el estado estacionario del mismo. Se obtuvo, el flujo decalor en función de la distancia a la pared de la interfazlíquido-vapor para analizar los mecanismos de conducción de caloren las distintas fases. Se varió elgradiente de temperatura y se obtuvo el flujo de calor y laresistencia térmica del líquido, la interfaz (resistencia deKapitza) y el vapor. Esto permitió comprender el comportamiento delflujo de calor en estas condiciones.Por último serealizó un estudio de la evolución del sistema en el tiempo (estadotransitorio), para analizar la dinámica de evaporación de la faselíquida en coexistencia con la fase vapor. Para ello se implementóen la parte superior de la caja una pared adiabática, que impide elflujo de calor entre el fluido y esta pared. Se hicieron estudiossistemáticos aumentando la temperatura de la pared inferior de lacaja de simulación, encontrando las etapas características delsistema en su trayectoria al estado de equilibrio termodinámica. Para los casos en que la fase líquida evaporó, se analizó ladinámica de evaporación y el tiempo de vida media de la faselíquida en función de la temperatura. p { margin-bottom: 0.1in; line-height: 115%; background: transparent }