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

Resumen

Apesar de várias décadas de pesquisa sobre os fenômenos de evaporação e condensação na superfície, esses fenômenos ainda não são bem compreendidos [1]. As equações da mecânica dos meios contínuos, equações de Navier-Stokes (NS), largamente utilizadas nas áreas de engenharia, nem sempre descrevem corretamente os fenômenos de não-equilíbrio como evaporação e condensação de um meio gasoso. Essas equações são válidas nas situações que o número de Knudsen, Kn e definido como a razão entre o livre caminho médio molecular e um comprimento característico do sistema em estudo, é pequeno, ou seja, em situações em que o grau de rarefação do gás é muito baixo e o meio pode ser considerado contínuo. Mas, mesmo quando o número de Knudsen é pequeno, uma pequena camada (camada de Knudsen) existe na interface entre o líquido e a fase gasosa. Portanto, a implementação de métodos baseados na teoria cinética dos gases [2] são indispensáveis para descrever corretamente os fenômenos que ocorrem durante a evaporação e condensação. O presente trabalho busca simular numericamente os fenômenos de condensação e evaporação na superfície de uma gota esférica da fase condensada do gás.