Propiedades térmicas del llenado con líquido de un nanocanal: El efecto de revestir una pared con cepillos poliméricos

CONDADO FEDERICO; IGNACIO URRUTIA; CLAUDIO PASTORINO

Conferencia; Reunión Anual de la AFA Nro 106 (RAFA 106); 2021

AFA

La capacidad térmica de intercambiadores de calor en facilidades de generación eléctrica, reactores nucleares de generación IV y en disipadores en microprocesadores de alta potencia, debe aumentarse en el futuro. Estos desarrollos requerirán mayor densidad de energı́a y, por lo tanto, mejorar la tasa de transporte o disipación del calor. Es de gran interés realizar modificaciones de las superficies confinantes de lı́quido, a escala nanoscópica para mejorar la conductividad térmica de estos sistemas. En este trabajo, estudiamos las propiedades térmicas de un fluido confinado en un nano-canal bajo un gradiente de temperatura, utilizando simulaciones de dinámica molecular con modelos de grano grueso, para la descripción molecular. El canal, sometido a dos temperaturas diferentes en las paredes opuestas, se llena progresivamente de lı́quido, comenzando con lı́quido en contacto con una pared ?frı́a?, hasta tener una densidad de fluido alta en la pared opuesta (caliente). Se mide el flujo de calor en función del llenado para los casos de pared descubierta, y pared revestida de cepillos poliméricos flexibles y muy rı́gidos. Se comparan también una densidad de fijado muy baja y otra más alta. Se estudian los perfiles de densidad,temperatura, presión y tensiones interfaciales en función del llenado del nanocanal. Se encuentra unmuy interesante comportamiento térmico, diferente al de una pared descubierta, en presencia de los polı́meros fijados a la pared, especialmente cuando son semiflexibles con alta rigidez de flexión. Los polı́meros modifican el flujo de calor.