Estudo das propriedades ablativas e microestruturais de tubeiras de grafite revestidas com sic utilizando sistema de plasma térmico
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2015 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do ITA |
Texto Completo: | http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=3373 |
Resumo: | Neste trabalho, foi investigado o comportamento da garganta da tubeira de um motor foguete líquido hipotético de 5 kN, dimensionada para operar com o emprego de materiais ablativos e metálicos. O foco do trabalho foi o emprego de tubeiras confeccionadas em grafite recoberto com filme de SiC pelo processo de deposição química na fase vapor (Chemical Vapor Deposition) com espessura da ordem de 20?m. No intuito de avaliar suas propriedades ablativas e microestruturais, as tubeiras foram expostas a um fluxo de calor de 0,75 MW/m2 gerado por uma tocha de plasma de arco não transferido operando em ar a pressão atmosférica. A tocha foi operada na faixa de potência variando de 30 a 40 kW com eficiência térmica em torno de 75% obtida para uma vazão de ar de 4 g/s. As propriedades ablativas das tubeiras de grafite com e sem recobrimento de SiC foram avaliadas pela determinação da percentagem de perda de massa em função do tempo de exposição ao jato de plasma. Para um tempo de exposição de 60 s, as tubeiras de grafite sem o recobrimento de SiC apresentaram uma percentagem de perda de massa de até 10% superiores comparadas as tubeiras revestidas, evidenciando um grande potencial de aplicação em câmaras de motores foguete a propelente líquido. As análises das características microestruturais e composição das superfícies tratadas, realizadas por MEV e DRX respectivamente, mostram um processo de oxidação intenso do filme de SiC, especificamente pela formação de uma camada de passivação de SiO2 na superfície das amostras. Esta camada de óxido é menos catalítica ou menos propensa a reações exotérmicas de recombinação com espécies atômicas geradas no jato de plasma que a do próprio SiC, conduzindo a um processo de oxidação passiva do SiC e consequentemente, inibindo o processo de erosão do recobrimento e da matriz. |
id |
ITA_a5e37a5b649f03ab8944e4eb015c1ec9 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:agregador.ibict.br.BDTD_ITA:oai:ita.br:3373 |
network_acronym_str |
ITA |
network_name_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do ITA |
spelling |
Estudo das propriedades ablativas e microestruturais de tubeiras de grafite revestidas com sic utilizando sistema de plasma térmicoTubeiras de foguetesMotores foguetes a propelente líquidoMateriais ablativosJatos de plasmaPropulsãoFísicaEngenharia mecânicaEngenharia aeronáuticaNeste trabalho, foi investigado o comportamento da garganta da tubeira de um motor foguete líquido hipotético de 5 kN, dimensionada para operar com o emprego de materiais ablativos e metálicos. O foco do trabalho foi o emprego de tubeiras confeccionadas em grafite recoberto com filme de SiC pelo processo de deposição química na fase vapor (Chemical Vapor Deposition) com espessura da ordem de 20?m. No intuito de avaliar suas propriedades ablativas e microestruturais, as tubeiras foram expostas a um fluxo de calor de 0,75 MW/m2 gerado por uma tocha de plasma de arco não transferido operando em ar a pressão atmosférica. A tocha foi operada na faixa de potência variando de 30 a 40 kW com eficiência térmica em torno de 75% obtida para uma vazão de ar de 4 g/s. As propriedades ablativas das tubeiras de grafite com e sem recobrimento de SiC foram avaliadas pela determinação da percentagem de perda de massa em função do tempo de exposição ao jato de plasma. Para um tempo de exposição de 60 s, as tubeiras de grafite sem o recobrimento de SiC apresentaram uma percentagem de perda de massa de até 10% superiores comparadas as tubeiras revestidas, evidenciando um grande potencial de aplicação em câmaras de motores foguete a propelente líquido. As análises das características microestruturais e composição das superfícies tratadas, realizadas por MEV e DRX respectivamente, mostram um processo de oxidação intenso do filme de SiC, especificamente pela formação de uma camada de passivação de SiO2 na superfície das amostras. Esta camada de óxido é menos catalítica ou menos propensa a reações exotérmicas de recombinação com espécies atômicas geradas no jato de plasma que a do próprio SiC, conduzindo a um processo de oxidação passiva do SiC e consequentemente, inibindo o processo de erosão do recobrimento e da matriz.Instituto Tecnológico de AeronáuticaGilberto Petraconi FilhoOswaldo Barbosa Loureda2015-09-14info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=3373reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do ITAinstname:Instituto Tecnológico de Aeronáuticainstacron:ITAporinfo:eu-repo/semantics/openAccessapplication/pdf2019-02-02T14:05:10Zoai:agregador.ibict.br.BDTD_ITA:oai:ita.br:3373http://oai.bdtd.ibict.br/requestopendoar:null2020-05-28 19:41:49.375Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do ITA - Instituto Tecnológico de Aeronáuticatrue |
dc.title.none.fl_str_mv |
Estudo das propriedades ablativas e microestruturais de tubeiras de grafite revestidas com sic utilizando sistema de plasma térmico |
title |
Estudo das propriedades ablativas e microestruturais de tubeiras de grafite revestidas com sic utilizando sistema de plasma térmico |
spellingShingle |
Estudo das propriedades ablativas e microestruturais de tubeiras de grafite revestidas com sic utilizando sistema de plasma térmico Oswaldo Barbosa Loureda Tubeiras de foguetes Motores foguetes a propelente líquido Materiais ablativos Jatos de plasma Propulsão Física Engenharia mecânica Engenharia aeronáutica |
title_short |
Estudo das propriedades ablativas e microestruturais de tubeiras de grafite revestidas com sic utilizando sistema de plasma térmico |
title_full |
Estudo das propriedades ablativas e microestruturais de tubeiras de grafite revestidas com sic utilizando sistema de plasma térmico |
title_fullStr |
Estudo das propriedades ablativas e microestruturais de tubeiras de grafite revestidas com sic utilizando sistema de plasma térmico |
title_full_unstemmed |
Estudo das propriedades ablativas e microestruturais de tubeiras de grafite revestidas com sic utilizando sistema de plasma térmico |
title_sort |
Estudo das propriedades ablativas e microestruturais de tubeiras de grafite revestidas com sic utilizando sistema de plasma térmico |
author |
Oswaldo Barbosa Loureda |
author_facet |
Oswaldo Barbosa Loureda |
author_role |
author |
dc.contributor.none.fl_str_mv |
Gilberto Petraconi Filho |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Oswaldo Barbosa Loureda |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Tubeiras de foguetes Motores foguetes a propelente líquido Materiais ablativos Jatos de plasma Propulsão Física Engenharia mecânica Engenharia aeronáutica |
topic |
Tubeiras de foguetes Motores foguetes a propelente líquido Materiais ablativos Jatos de plasma Propulsão Física Engenharia mecânica Engenharia aeronáutica |
dc.description.none.fl_txt_mv |
Neste trabalho, foi investigado o comportamento da garganta da tubeira de um motor foguete líquido hipotético de 5 kN, dimensionada para operar com o emprego de materiais ablativos e metálicos. O foco do trabalho foi o emprego de tubeiras confeccionadas em grafite recoberto com filme de SiC pelo processo de deposição química na fase vapor (Chemical Vapor Deposition) com espessura da ordem de 20?m. No intuito de avaliar suas propriedades ablativas e microestruturais, as tubeiras foram expostas a um fluxo de calor de 0,75 MW/m2 gerado por uma tocha de plasma de arco não transferido operando em ar a pressão atmosférica. A tocha foi operada na faixa de potência variando de 30 a 40 kW com eficiência térmica em torno de 75% obtida para uma vazão de ar de 4 g/s. As propriedades ablativas das tubeiras de grafite com e sem recobrimento de SiC foram avaliadas pela determinação da percentagem de perda de massa em função do tempo de exposição ao jato de plasma. Para um tempo de exposição de 60 s, as tubeiras de grafite sem o recobrimento de SiC apresentaram uma percentagem de perda de massa de até 10% superiores comparadas as tubeiras revestidas, evidenciando um grande potencial de aplicação em câmaras de motores foguete a propelente líquido. As análises das características microestruturais e composição das superfícies tratadas, realizadas por MEV e DRX respectivamente, mostram um processo de oxidação intenso do filme de SiC, especificamente pela formação de uma camada de passivação de SiO2 na superfície das amostras. Esta camada de óxido é menos catalítica ou menos propensa a reações exotérmicas de recombinação com espécies atômicas geradas no jato de plasma que a do próprio SiC, conduzindo a um processo de oxidação passiva do SiC e consequentemente, inibindo o processo de erosão do recobrimento e da matriz. |
description |
Neste trabalho, foi investigado o comportamento da garganta da tubeira de um motor foguete líquido hipotético de 5 kN, dimensionada para operar com o emprego de materiais ablativos e metálicos. O foco do trabalho foi o emprego de tubeiras confeccionadas em grafite recoberto com filme de SiC pelo processo de deposição química na fase vapor (Chemical Vapor Deposition) com espessura da ordem de 20?m. No intuito de avaliar suas propriedades ablativas e microestruturais, as tubeiras foram expostas a um fluxo de calor de 0,75 MW/m2 gerado por uma tocha de plasma de arco não transferido operando em ar a pressão atmosférica. A tocha foi operada na faixa de potência variando de 30 a 40 kW com eficiência térmica em torno de 75% obtida para uma vazão de ar de 4 g/s. As propriedades ablativas das tubeiras de grafite com e sem recobrimento de SiC foram avaliadas pela determinação da percentagem de perda de massa em função do tempo de exposição ao jato de plasma. Para um tempo de exposição de 60 s, as tubeiras de grafite sem o recobrimento de SiC apresentaram uma percentagem de perda de massa de até 10% superiores comparadas as tubeiras revestidas, evidenciando um grande potencial de aplicação em câmaras de motores foguete a propelente líquido. As análises das características microestruturais e composição das superfícies tratadas, realizadas por MEV e DRX respectivamente, mostram um processo de oxidação intenso do filme de SiC, especificamente pela formação de uma camada de passivação de SiO2 na superfície das amostras. Esta camada de óxido é menos catalítica ou menos propensa a reações exotérmicas de recombinação com espécies atômicas geradas no jato de plasma que a do próprio SiC, conduzindo a um processo de oxidação passiva do SiC e consequentemente, inibindo o processo de erosão do recobrimento e da matriz. |
publishDate |
2015 |
dc.date.none.fl_str_mv |
2015-09-14 |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
status_str |
publishedVersion |
format |
doctoralThesis |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=3373 |
url |
http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=3373 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Instituto Tecnológico de Aeronáutica |
publisher.none.fl_str_mv |
Instituto Tecnológico de Aeronáutica |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do ITA instname:Instituto Tecnológico de Aeronáutica instacron:ITA |
reponame_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do ITA |
collection |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do ITA |
instname_str |
Instituto Tecnológico de Aeronáutica |
instacron_str |
ITA |
institution |
ITA |
repository.name.fl_str_mv |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do ITA - Instituto Tecnológico de Aeronáutica |
repository.mail.fl_str_mv |
|
subject_por_txtF_mv |
Tubeiras de foguetes Motores foguetes a propelente líquido Materiais ablativos Jatos de plasma Propulsão Física Engenharia mecânica Engenharia aeronáutica |
_version_ |
1706809299590709248 |