Dissertação
Modelação da transpiração térmica em compressores de Knudsen EVALUATED
Estudo numérico do fenómeno da transpiração térmica em microescoamentos de hélio no regime de escorregamento, utilizando geometrias de secção reta e curvilínea. Foi desenvolvido um modelo numérico validado a partir de dados numéricos, analíticos e experimentais de outros autores. Simularam-se três geometrias distintas: microcanal retangular; microcanal semicircular e microcanal com vários estágios. O desempenho do microcanal retilínio, avaliado através da medida do caudal mássico de gás escoado, depende apenas do rácio de dimensões e do gradiente de temperatura. Para rácios de dimensões inferiores a 0,05 o microcanal semicircular comporta-se como um canal retangular. Para rácios de dimensões superiores, a pressão e as dimensões do microcanal também influenciam o número de Reynolds. O desempenho relativo do microcanal semicircular em relação ao retangular aumenta com a diminuição do gradiente de temperaturas, com o aumento da pressão e das dimensões do microcanal. Além disso, simulou-se um microcanal curvilíneo com um conector retangular, formando um estágio, bem como um microcanal com sucessivos estágios ligados em série. Neste caso, a certas pressões, diferenças de temperatura e dimensões, ocorre inversão do sentido do escoamento. No entanto, ao elevar as pressões, diferenças de temperatura, rácios de dimensões e número de estágios, o desempenho dos compressores de Knudsen é melhorado. O desempenho relativo destes sistemas, quando comparados com os microcanais retangulares simples, aumenta quanto mais estágios tiverem, maior for a pressão e o rácio de dimensões, e menor for as diferenças de temperatura.
outubro 26, 2021, 18:0
Publicação
Obra sujeita a Direitos de Autor
Orientação
ORIENTADOR
Viriato Sérgio De Almeida Semião
Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)
Professor Associado