DETERMINAÇÃO DOS COEFICIENTES DE DIFUSÃO E TERMODIFUSÃO DE MISTURAS BINÁRIAS EM CONDIÇÃO BULK CONFINADAS EM POROS NÃO ESTRUTURADOS DO TIPO FENDA UTILIZANDO DINÂMICA MOLECULAR

Juliana de Souza Verly; Filipe Arantes Furtado

Título do Trabalho

Autores

Juliana de Souza Verly
Filipe Arantes Furtado

Modalidade

Resumo: JIC

Área temática

ENG: Engenharia Química

Data de Publicação

24/03/2022

País da Publicação

Brasil

Idioma da Publicação

Português

Página do Trabalho

https://www.even3.com.br/anais/viiiraic2020/380949-determinacao-dos-coeficientes-de-difusao-e-termodifusao-de-misturas-binarias-em-condicao-bulk-confinadas-em-poros

ISSN

1809-1342

Palavras-Chave

efeito soret, termodinâmica de não-equilíbrio, dinâmica molecular em não-equilíbrio

Resumo

O conhecimento de propriedades de transporte (e.g. viscosidade, condutividade térmica, coeficientes de difusão, coeficiente de termodifusão) e termodinâmicas de misturas com dois ou mais componentes permite a correta descrição de processos industriais, previsão de fenômenos físicos e desenvolvimento técnico-científico. Um fenômeno relevante, cujo estudo faz parte dos objetivos desse trabalho, é a termodifusão, ou efeito Soret. O efeito Soret consiste no surgimento de um fluxo mássico difusivo em misturas, cuja força motriz é um gradiente de temperatura. Fenômenos como o da termodifusão devem ser levados em conta, por exemplo, na gradação composicional de reservatórios de petróleo. Devido ao gradiente geotérmico, reservatórios de petróleo apresentam variação da temperatura com a profundidade, e fenômenos como o da termodifusão devem ser levados em conta na gradação. Outro fato a ser destacado é que, em um reservatório de petróleo, os fluidos encontram-se no interior dos poros da matriz rochosa. Dessa forma, efeitos de confinamento, como os dados pela interação fluido-parede do poro, modificam a organização dos fluidos no interior desses poros e, por conseguinte, suas propriedades. Tais propriedades passam ainda a serem funções de posição no interior dos poros. Diversos estudos na literatura abordam o efeito do confinamento em misturas binárias, avaliando tal efeito nos coeficientes de difusão e na estratificação da mistura (variação de composição e densidade) no interior dos poros. Contudo, há poucos estudos envolvendo o efeito do confinamento no fenômeno da termodifusão. O objetivo deste trabalho é utilizar a dinâmica molecular para determinar propriedades termodinâmicas e de transporte de misturas em condição bulk e confinadas em poros não estruturados do tipo fenda. Para isso, utilizou-se a dinâmica molecular para estudar os sistemas de interesse a nível microscópico. O formalismo da termodinâmica estatística foi utilizado para, a partir de dados do sistema microscópico, determinar as propriedades do sistema macroscópico correspondente. Devido à escassez de estudos envolvendo o efeito do confinamento no fenômeno da termodifusão, foram estudados sistemas modelo compostos de misturas de moléculas monoatômicas. Isso se dá com o objetivo de desenvolver uma metodologia, utilizando dinâmica molecular, para determinação do coeficiente de termodifusão em sistemas confinados. Todas as simulações foram realizadas utilizando o software LAMMPS. Os resultados da simulação foram processados em rotinas programadas em FORTRAN 90. Os sistemas estudados consistiram em misturas de argônio e criptônio, em composições de argônio variando de zero a um. As temperaturas estudadas variaram de 300 a 458,5 K na pressão de 1 atm. Os desvios encontrados para os coeficientes de difusão determinados, em relação à literatura, variaram entre 2,65 e 25%. O algoritmo de Müller-Plathe foi utilizado para geração do gradiente de temperatura na caixa de simulação e estudo do efeito Soret. Os resultados para coeficiente de Soret (relação entre o coeficiente de termodifusão e o de difusão) para misturas em condição bulk apresentaram desvios em torno de 10% em relação aos dados da literatura. De acordo com os resultados de perfis de composição e temperatura para os sistemas confinados, métodos usuais da literatura não puderam ser diretamente aplicados para determinação do coeficiente de Soret.

Título do Evento: VIII Reunião Anual de Iniciação Científica (RAIC 2020) e II Reunião Anual de Iniciação em Inovação e Desenvolvimento Tecnológico (RAIDTec 2020) - UFRRJ
Título dos Anais do Evento: Anais da VIII Reunião Anual de Iniciação Científica (RAIC 2020) e II Reunião Anual de Iniciação em Inovação e Desenvolvimento Tecnológico (RAIDTEC 2020)
Nome da Editora: Even3
Meio de Divulgação: Meio Digital

Como citar

VERLY, Juliana de Souza; FURTADO, Filipe Arantes. DETERMINAÇÃO DOS COEFICIENTES DE DIFUSÃO E TERMODIFUSÃO DE MISTURAS BINÁRIAS EM CONDIÇÃO BULK CONFINADAS EM POROS NÃO ESTRUTURADOS DO TIPO FENDA UTILIZANDO DINÂMICA MOLECULAR.. In: Anais da VIII Reunião Anual de Iniciação Científica (RAIC 2020) e II Reunião Anual de Iniciação em Inovação e Desenvolvimento Tecnológico (RAIDTEC 2020). Anais...(RJ) UFRRJ, 2020. Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/VIIIraic2020/380949-DETERMINACAO-DOS-COEFICIENTES-DE-DIFUSAO-E-TERMODIFUSAO-DE-MISTURAS-BINARIAS-EM-CONDICAO-BULK-CONFINADAS-EM-POROS. Acesso em: 04/05/2025