Estudo da distribuição de temperatura em motores foguete a propulsão híbrida

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Nunes, Ana Paula Castro de Paula
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Monografias da UnB
Texto Completo: http://bdm.unb.br/handle/10483/19952
Resumo: Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, 2017.
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spelling Nunes, Ana Paula Castro de PaulaRispoli, Vinicius de CarvalhoAndrianov, ArtemNUNES, Ana Paula Castro de Paula. Estudo da distribuição de temperatura em motores foguete a propulsão híbrida. 2017. 88 f., il. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Aeroespacial)—Universidade de Brasília, Brasília, 2017.http://bdm.unb.br/handle/10483/19952Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, 2017.O presente estudo foi motivado pela necessidade de aumentar o tempo de queima do motor híbrido de teste de baixo empuxo. Este motor inicialmente tinha sido projetado para operar com um par de propulsores de alta taxa de regressão (parafina e óxido nitroso) por 12 segundos. A substituição de parafina por um grão de polietileno com a mesma geometria aumenta o tempo de operação do motor até 40-50 segundos. Para este tempo de funcionamento, é necessário a aplicação de proteção térmica na câmara de combustão deste motor. O objetivo principal do estudo foi avaliar a eficiência do isolante térmico pela determinação da distribuição de temperatura em suas superfícies nas condições dadas de operação do motor com aumento do tempo de queima. Os dados experimentais de temperatura, apresentados em um gráfico temperatura-tempo, foram utilizados para determinar os fluxos de calor na superfície interna da parede do isolante, através de um método inverso de transferência de calor com auxílio do método de elementos finitos (software comercial Ansys Workbench). Os valores do fluxo de calor foram então validados através da solução analítica de um problema de equação de calor no domínio cilíndrico. A solução foi obtida usando uma abordagem de transformação integral, onde o kernel de transformação foi baseado na solução de um problema de valor limite Sturm-Liouville associado. Em seguida, os valores validados do fluxo de calor foram utilizados para prever a temperatura na superfície externa do escudo térmico interno para que seja possível aumentar o tempo de operação do motor de teste. A metodologia dada possibilitou a avaliação das temperaturas nas superfícies externa e interna do isolante térmico cilíndrico e pode ser utilizada para realizar uma avaliação preliminar da espessura correta do isolante, evitando o superaquecimento do invólucro estrutural do motor.Submitted by Caroline Botelho Teixeira (carolineteixeira@bce.unb.br) on 2018-03-22T13:22:37Z No. of bitstreams: 3 license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) 2017_AnaPaulaCastrodePaulaNunes_tcc.pdf: 3133431 bytes, checksum: a8b9e93211863dd44c573e799b076fa8 (MD5)Approved for entry into archive by Luanna Maia (luanna@bce.unb.br) on 2018-04-17T15:32:55Z (GMT) No. of bitstreams: 3 license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) 2017_AnaPaulaCastrodePaulaNunes_tcc.pdf: 3133431 bytes, checksum: a8b9e93211863dd44c573e799b076fa8 (MD5)Made available in DSpace on 2018-04-17T15:32:55Z (GMT). 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Experimental temperature data, presented in a temperature-time graph, were used to determine the heat fluxes on the inner surface of the thermal insulator, using an inverse method of heat transfer with support from the finite element method (commercial software Ansys Workbench). The heat flux values were then validated through the analytical solution of a heat equation problem in the cylindrical domain. The solution was obtained using an integral transformation approach, where the transformation kernel was based on the solution of an associated Sturm-Liouville threshold value problem. Then, the validated heat flux values were used to predict the temperature on the outer surface of the inner insulator so that it is possible to increase the operating time of the test engine. The methodology allowed the evaluation of temperatures on the external and internal surfaces of the cylindrical thermal insulator and can be used to carry out a preliminary evaluation of the correct thickness of the insulator, avoiding overheating of the structure of the engine.Motores de foguetesPropulsão espacialVeículos espaciais - sistemas de propulsãoEstudo da distribuição de temperatura em motores foguete a propulsão híbridainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis2018-04-17T15:32:55Z2018-04-17T15:32:55Z2017-07-04info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Monografias da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBORIGINAL2017_AnaPaulaCastrodePaulaNunes_tcc.pdf2017_AnaPaulaCastrodePaulaNunes_tcc.pdfapplication/pdf3133431http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/19952/1/2017_AnaPaulaCastrodePaulaNunes_tcc.pdfa8b9e93211863dd44c573e799b076fa8MD51CC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain49http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/19952/2/license_url4afdbb8c545fd630ea7db775da747b2fMD52license_textlicense_textapplication/octet-stream0http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/19952/3/license_textd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD53license_rdflicense_rdfapplication/octet-stream0http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/19952/4/license_rdfd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD54LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain1817http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/19952/5/license.txt21554873e56ad8ddc69c092699b98f95MD5510483/199522020-05-19 14:47:28.367oai:bdm.unb.br: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Biblioteca Digital de Monografiahttps://bdm.unb.br/PUBhttp://bdm.unb.br/oai/requestbdm@bce.unb.br||patricia@bce.unb.bropendoar:115712020-05-19T17:47:28Biblioteca Digital de Monografias da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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