Estudo de bocais convergentes-divergentes para produÃÃo de escoamentos supersÃnicos no sistema de plasma do LPP-ITA.

AUTOR(ES)

Almeida, Almir Gomes de

DATA DE PUBLICAÇÃO

2004

RESUMO

Neste trabalho, bocais convergentes-divergentes foram projetados e fabricados para o estabelecimento de escoamentos supersÃnicos e para suprir a necessidade de se fornecerem caracterÃsticas aerodinÃmicas aos escoamentos gerados pela tocha de plasma existente no LaboratÃrio de Plasmas e Processos do Instituto TecnolÃgico de AeronÃutica. O projeto dos bocais De Laval foi baseado, inicialmente, em cÃlculos superficiais para a estimativa das Ãreas da garganta e da saÃda dos bocais, utilizando a vazÃo de massa mÃximo permitido pelo sistema de vÃcuo do laboratÃrio, e considerando as equaÃÃes para escoamento quase-unidimensional nÃo-viscoso, adiabÃtico e isentrÃpico. Posteriormente, baseou-se em um cÃdigo numÃrico, assumindo escoamento axissimÃtrico com correÃÃes para a camada limite, para gerar o perfil convergente-divergente dos bocais. Dois conjuntos contendo, cada um, quatro bocais axissimÃtricos foram fabricados com diÃmetros da garganta no intervalo de 1.00 a 2.00 milÃmetros, para expandir isentropicamente o ar, atravÃs da diferenÃa de pressÃo entre a atmosfera e a cÃmara de vÃcuo, a nÃmeros de Mach maiores que dois. Os bocais foram confeccionados em cobre e alumÃnio atravÃs de uma fresadora, chamado MÃtodo da Fresadora, e de brocas cÃnicas, chamado de MÃtodo CÃnico. O nÃmero de Mach na saÃda do divergente e o fluxo em massa mÃximo foram determinados para todos os bocais produzidos. O menor nÃmero de Mach encontrado foi de (2,1 + 0,4) e o maior, de (5,01 + 0,02). A vazÃo de massa mÃximo obtido se encontra no intervalo de (1,5x10-4 - 7,2x10-4)kg/s. Assim, os resultados mostraram que escoamentos supersÃnicos foram produzidos com sucesso pelos bocais projetados e fabricados neste trabalho.

ASSUNTO(S)

aerodinÃmica escoamento supersÃnico tubeiras convergentes-divergentes tochas de plasma caracterÃsticas aerodinÃmicas plasmas (fÃsica)

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