Descripción del proyecto
Un estudio tiene el objetivo de desentrañar los fundamentos de cómo el líquido se convierte en gas en la interfase vapor-líquido
Comprender la dinámica del flujo de energía y partículas a través de las interfaces vapor-líquido es vital para explicar procesos naturales e industriales como la formación de gotas de lluvia y la eficacia de la destilación. El equipo del proyecto InterLab, financiado por el CEI, pretende rectificar las importantes sobreestimaciones que hacen los modelos actuales en relación con las tasas de evaporación en dichas interfaces, especialmente en el caso del agua. Los investigadores planean desarrollar una teoría que pueda reproducir con precisión las tasas de evaporación dentro del 10 % de los valores reales explorando la conductividad térmica local en la interfaz. Además, examinarán cómo las cadenas de hidrocarburos y los enlaces de hidrógeno afectan a las propiedades físicas y químicas del octano y el agua. Mediante montajes experimentales innovadores, modelos mejorados de dinámica de fluidos computacional y simulaciones de dinámica molecular de no equilibrio, los investigadores establecerán un potente marco que alinee los fenómenos a nivel molecular con las observaciones en el laboratorio.
Objetivo
Transport of energy and particles across vapor-liquid interfaces is central for growth of rain drops in the atmosphere, evaporation from lakes, distillation columns, development of micro/nano-fluidic devices and much more. The objective of InterLab is to develop theory and methods to reproduce evaporation rates from steady-state experiments with water and octane within an accuracy of 10%. Such a theory is needed urgently since the established alternatives overpredict evaporation rates of water by 2-3 orders of magnitude. The core component of this new theory is the local thermal conductivity in the interfacial region.
To reach its objectives, InterLab must fill major knowledge gaps in the fundamental understanding of transport across vapor-liquid interfaces. The tensorial behavior of the local thermal conductivity at the interface will be described and the nature of the thermal insulation layer at the vapor-side of the vapor-liquid interface will be understood. Octane and water will be investigated to clarify the role of hydrocarbon chain contributions and hydrogen bonds. The predictions from the new theory will be tested against nonequilibrium molecular dynamics simulations and new evaporation experiments. To be able to distinguish the different transport mechanisms for evaporation and validate the theory, two experimental rigs will be built. The rigs will measure the pressure to an accuracy that is one order of magnitude better than what has been reported in the literature. A computational fluid dynamics model will be used to extract information about the local heat flux across the vapor-liquid interface to achieve sufficiently high accuracy. The overarching goal is to obtain an understanding, a theory, and quantitative agreement from the molecular level to lab-scale experiments.
Ámbito científico
Palabras clave
Programa(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Régimen de financiación
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitución de acogida
7491 Trondheim
Noruega