Estudo sobre actuadores a plasma usando a técnica Schlieren orientado para o fundo (BOS)

• Autor(a) principal: Moreira, Miguel André Barbosa
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.6/13082
• topic: Actuadores a Plasma; Análise Quantitativa; Análise de Escoamentos; Dbd; Schlieren Orientado para o Fundo; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletromecânica

Os actuadores a plasma de barreira dieléctrica de descarga (DBD) são dispositivos bastante atractivos para as indústrias aeronáutica e eólica, principalmente para aplicações que envolvem controlo de escoamento e degelo. Tendo em conta a escassez de métodos experimentais para análise das características térmicas dos actuadores a plasma, pretendeu-se com esta dissertação construir um sistema Schlieren orientado para o fundo que permita analisar o campo de temperaturas do escoamento induzido por actuadores a plasma. Ao longo da dissertação este sistema e todo o método quantitativo por detrás dele vão ser elaborados e optimizados de forma a obter uma correcta calibração e validação deste sistema. Primeiramente, o sistema Schlieren orientado para o fundo (BOS) foi construído e calibrado através de informação presente na literatura e da realização de ensaios de optimização. Posteriormente, foram feitas análises a vários objectos de fase gerados por uma vela, uma placa de aquecimento e um maçarico de cozinha. As temperaturas do escoamento originado pela convecção do calor gerado por estes diferentes objectos foram quantificadas, recorrendo ao sistema BOS, e validadas com recurso a um termopar. Após a validação da técnica BOS, actuadores a plasma com diferentes espessuras e diferentes camadas dieléctricas foram fabricados. Primeiramente, estes actuadores foram caracterizados electricamente e foi quantificada a velocidade de escoamento induzido. Depois, foi então aplicada a técnica BOS desenvolvida para análise do campo de densidades e de temperaturas. Neste estudo, concluiu-se que a técnica BOS é um método experimental não-intrusivo que permite quantificar as temperaturas do escoamento induzido por actuadores a plasma com precisão. Para além disso, verificou-se que os actuadores a plasma permitem aumentar significativamente a temperatura do ar adjacente, o que lhes confere um elevado potencial para aplicações de degelo e prevenção de acumulação de gelo.