Desenvolvimento de tubo de calor circuitado (Loop Heat Pipe-LHP) para aplicações espaciais - Nadjara dos Santos (2009)
Satélites artificiais são constituídos de vários equipamentos eletrônicos e mecânicos que, na maioria dos casos, dissipam calor e requerem condições térmicas de operação bastante diferenciadas. Sistemas compostos por tubos de calor circuitados-LHP são de grande confiabilidade no controle térmico de equipamentos eletrônicos, estruturas e satélites, por manterem suas temperaturas em faixas de operação bem restritas e não utilizarem partes móveis. Esses sistemas operam passivamente por efeitos de forças capilares geradas no evaporador capilar, o qual adquire calor de uma fonte quente sendo transferido a um fluido de trabalho que opera em seu estado puro. Tubos de calor circuitados são dispositivos bifásicos de transferência de calor, os quais foram estudados em ambos os casos, experimentalmente e analiticamente. Testes foram realizados em condições de laboratório para o sistema na posição horizontal e testes em condições simuladas de espaço foram realizados (em câmara de termo-vácuo e em vibração), visando avaliar a potencialidade do uso do LHP proposto em futuras missões espaciais. A qualificação do dispositivo bifásico de controle térmico foi um processo necessário e importante para o desenvolvimento dessa tecnologia. Testes de vida com o LHP foram realizados, buscando-se identificar a potencialidade de geração de gases não condensáveis no interior do LHP em virtude da interação química entre os materiais e o fluido de trabalho utilizado. Um programa computacional foi desenvolvido em que o objetivo foi obter uma ferramenta de projeto para LHPs. O programa utilizou um modelo térmico e de perda de carga hidráulica, onde ambos trabalharam de forma interativa buscando as condições ótimas de operação de uma dada geometria de LHP, aliada às condições de operação e ao fluido de trabalho. Os resultados obtidos proporcionaram a qualificação da tecnologia envolvida para fabricação de LHPs para uso espacial, baseados em testes extensivos em condições de laboratório, bem como avaliação da vida útil desses dispositivos. Os resultados ainda serviram para validar o modelo matemático concebido, o qual apresentou boa correlação com os dados experimentais, servindo assim como uma ferramenta de projeto para novos LHPs.