Estudo do desempenho de tubos de calor de alumínio ranhurados na presença de gás não condensável durante testes ambientais

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Jorge Bertoldo Junior
• Orientador(a): Valeri Vlassov Vladimirovich, Nadjara dos santos
• Banca de defesa: Douglas Felipe da Silva, Gino Genaro, Edson Bazzo, Ezio Castejon Garcia
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Mecânica Espacial e Controle
• País: BR
• Resumo em Inglês: This work was developed with the purpose of investigate the influence of non-condensable gases presence in axially grooved aluminum heat pipes vapor channel performance under environmental tests. The study is divided into three complementary stages: 1) the development of experimental assemblies with the objective of understanding the operation of heat pipes under different operating conditions; 2) the development of experimental setup (presented in this work) thermal mathematical models using SINDA FLUINT THERMAL DESKTOP software and finally 3) mathematical (analytical and numerical) model of heat pipes transient heat transfer performance with and without non-condensable gases. Some experimental methodologies were used to evaluate the heat pipes performance with non-condensable gas; heat pipe loaded with acetone performance under different operations conditions (dissipated power and operations temperature), ammonia loaded heat pipe submitted to the gas plug test; and a non-invasive methodology (heating measure blocks) to check embedded heat pipes in satellite structural panels. The thermal mathematical models reproduce the heat pipe operating conditions observed in the experimental setup. The temperature profiles are obtained along the heat pipes (embedded or no in honeycomb panels) up to these models (thermal mathematical), which are compared with the temperature profiles obtained from the experimental assemblies. The vapor and non condensable gas mixture flow under transient conditions mathematical model ends the study.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2017/06.05.20.36

Este trabalho foi desenvolvido com a finalidade de investigar a influência da presença de gases não condensáveis no canal de vapor de tubos de calor de alumínio com ranhuras axiais no desempenho dos mesmos durante testes ambientais. O estudo é dividido em três etapas complementares: 1) desenvolvimento de montagens experimentais com o objetivo de entender o funcionamento de tubos de calor sob diferentes condições de operação; 2) desenvolvimento de modelos térmico-matemáticos por meio do software SINDA FLUINT THERMAL DESKTOP, relativos às montagens experimentais desenvolvidas dentro do escopo deste trabalho; e por fim 3) a modelagem matemática (analítica e numérica) do funcionamento de tubos de calor com e sem a presença de gases não condensáveis em regime transiente. Os estudos experimentais contemplam a aplicação de diferentes metodologias de avaliação do desempenho de tubos de calor com gás não condensável; avaliação do desempenho de um tubo de calor carregado com acetona sob diferentes condições de operação (potência dissipada e temperatura de operação); tubo de calor carregado com amônia submetido ao gas plug test; e por fim a aplicação de uma metodologia não invasiva (blocos aquecedoresmedidores) para verificar o funcionamento de tubos de calor embutidos em painéis estruturais de satélites. Os modelos térmicosmatemáticos têm a finalidade de reproduzir as condições de funcionamento dos tubos observadas nas montagens experimentais. A partir destes modelos (térmicos-matemáticos) são obtidos os perfis de temperatura ao longo dos tubos de calor embutidos ou não em painéis honeycomb, os quais são comparados com os perfis de temperatura obtidos a partir das montagens experimentais. A modelagem matemática do escoamento da mistura de vapor e gás não condensável (regime transiente) finaliza o estudo.