Estudo de uma micro-bomba de água sem partes móveis

• Autor(a) principal: Elias, Adriana Brito Cabral
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10362/94477
• topic: Micro-bomba; válvulas Tesla; impressão 3D; sistema válvula-câmara-válvula; microfluídica; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e Tecnologias

Atualmente, na criogenia espacial ocorre um problema frequente que está relacionado com a complexidade que existe em dissipar o calor gerado nos sistemas de deteção de radiação. Desta forma, surge a necessidade de desenvolver sistemas de arrefecimento que funcionem por convecção de modo a contribuir para o elevado desempenho destes aparelhos, uma vez que, em muitos casos, é um processo mais eficaz do que a condução térmica. Como tal, o presente trabalho tem como objetivo desenvolver e otimizar o funcionamento de uma micro-bomba que funciona por meio de ciclos de evaporação-condensação, obtidos através do uso de um circulador térmico, proporcionando o transporte do fluido através de um conjunto de válvulas passivas. Tendo em conta a simplicidade e a ausência de partes móveis, este projeto é visto como uma alternativa aos sistemas já existentes. Assim, desenvolveu-se uma montagem experimental, um sistema de aquisição e uma interface gráfica para permitir a medição e a apresentação simultânea e em tempo real de parâmetros importantes para o estudo, nomeadamente, a caraterística Pressão-Caudal de uma válvula e a quantidade de massa de água transferida pelo sistema válvula-câmara-válvula. Válvulas Tesla foram construídas tendo em conta vários desenhos e técnicas. As válvulas construídas através da impressão 3D apresentaram irregularidades nos canais e os resultados simulados não nos permitem afirmar concretamente que as mesmas funcionam bem e apresentam uma diodicidade igual ou superior a 2, sendo por isso necessário continuar a explorar esta técnica. Para o aquecimento foram produzidas resistências de filmes finos e apesar da aprovação do princípio básico da saída/entrada de água no sistema durante os ciclos de evaporação-condensação, é preciso um aquecimento mais eficaz para minimizar a ocorrência de perdas de calor acentuadas. Por último, foram produzidos sistemas válvula-câmara-válvula com novas configurações. Apenas foi possível testar e aprovar o princípio de funcionamento dos mesmos de uma forma qualitativa.