Estudo da erosão em propulsores hall através de simulações numéricas
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UnB |
Texto Completo: | https://repositorio.unb.br/handle/10482/36946 |
Resumo: | Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2019. |
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Estudo da erosão em propulsores hall através de simulações numéricasPropulsor HallErosãoPropulsão elétricaDissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2019.Propulsores Hall são dispositivos de propulsão elétrica usados em missões de espaço profundo e na manutenção de estações espaciais devido à sua alta velocidade de exaustão, alto impulso específico, e alta eficiência de propelente. Os principais objetivos desse estudo são calcular os parâmetros de operação, Empuxo e Impulso Específico, e comparar a erosão das paredes internas de dois tipos de propulsores Hall com auxílio de software de simulação. Os propulsores são o SPT-100, propulsor vastamente estudado, e o PHALL IIc, desenvolvido pelo Laboratório de Física de Plasmas da Universidade de Brasília. Nossos resultados mostram que a estrutura interna do plasma do PHall IIc é similar ao SPT-100, porém com menor aceleração iônica. O Empuxo e o Impulso Específico do PHall IIc alcançam menores valores que o SPT-100. Calcula-se a taxa de erosão dos propulsores e observa-se que o SPT-100 possui maior valor que o PHall IIc. Finalmente, estima-se que a erosão das paredes do PHall IIc é menor que a erosão do SPT-100. Esses resultados são consistentes com o fato do PHall IIc operar com uma menor potência em comparação ao SPT-100. Os resultados obtidos podem contribuir para a projeção de propulsores elétricos para futuras missões espaciais brasileiras.Hall thrusters are electric propulsion devices used in deep-space missions and for stationkeeping purposes due to their high exhaust speed, high specific-impulse, and high propellant efficiency. In this study we perform numerical simulations to compute operating parameters and compare the erosion of the inner walls of two types of Hall thruster, namely, the SPT-100, a well-studied thruster, and the PHALL IIc, developed by the Plasma Physics Laboratory at the University of Brasília. Our results show that the internal plasma structure of the PHall IIc thruster is similar to the SPT-100 thruster, however the ion acceleration is lower. The thrust and the specific impulse from the PHall IIc are lower than those from the SPT-100. Moreover, the computed erosion rates of the thrusters show that the SPT-100 undergoes greater wall erosion than PHall IIc. Finally, we estimated the eroded wall profiles, and show that the erosion on the PHall IIc walls is lower than the erosion on the SPT-100 walls. These results are expected since the PHall-IIc operates at a lower power in comparison with the SPT-100. This work can contribute to the design of electric propulsion devices for future Brazilian space missions.Miranda Cerda, Rodrigo AndrésBraga, Leonardo Leão2020-02-18T21:01:55Z2020-02-18T21:01:55Z2020-02-182019-05-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfBRAGA, Leonardo Leão. Estudo da erosão em propulsores hall através de simulações numéricas. 2019. viii, 52 f., il. Dissertação (Mestrado em Integridade de Materiais da Engenharia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2019.https://repositorio.unb.br/handle/10482/36946A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-06-08T00:03:36Zoai:repositorio.unb.br:10482/36946Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-06-08T00:03:36Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false |
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