Fechar

@TechReport{Edom:2001:ExThIn,
               author = "Edom, Andreas",
                title = "Experimental and theorical investigation of periodic pressure and 
                         temperature fluctuation during the operation of a gas-loaded 
                         variable conductance heat pipe",
          institution = "INPE",
                 year = "2001",
                 type = "RPQ",
               number = "INPE-8202-RPQ/719",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
             keywords = "ENGENHARIA E TECNOLOGIA ESPACIAL, tubos de calor, variavel, 
                         resist{\^e}ncia, variacoes peri{\'o}dicas, heat piper, variable, 
                         resistance (conductance), periodic variations.",
             abstract = "Foram descobertos, estudados e classificados novos fen{\^o}menos 
                         com respeito a oscila{\c{c}}{\~o}es peri{\'o}dicas de 
                         temperatura de evaporador, press{\~a}o de opera{\c{c}}{\~a}o e 
                         posi{\c{c}}{\~a}o da frente entre vapor e g{\'a}s em tubos de 
                         calor de condut{\^a}ncia vari{\'a}vel sob condi{\c{c}}{\~o}es 
                         externas permanentes. Dois tubos de calor de alum{\'{\i}}nio de 
                         diferente geometria, com ranhuras internas axiais e controlados 
                         por g{\'a}s n{\~a}o condens{\'a}vel, foram testados usando 
                         acetona ou etanol como l{\'{\i}}quido de trabalho e arg{\^o}nio 
                         como g{\'a}s n{\~a}o condens{\'a}vel. Um reservat{\'o}rio de 
                         g{\'a}s externo e sem revestimento interno foi conectado ao fim 
                         do condensador do tubo de calor atrav{\'e}s de um fino tubo de 
                         conex{\~a}o. Variando os par{\^a}metros, como o n{\'{\i}}vel 
                         de carga t{\'e}rmica e o conte{\'u}do de g{\'a}s, diferentes 
                         tipos de oscila{\c{c}}{\~o}es foram detectados e analisados. 
                         Permanentes e casuais oscila{\c{c}}{\~o}es sincronizadas revelam 
                         um per{\'{\i}}odo na faixa de 2 min a 6 min e uma amplitude 
                         at{\'e} 2.8 低. Uma correla{\c{c}}{\~a}o entre amplitude e 
                         per{\'{\i}}odo dessas flutua{\c{c}}{\~o}es foi confirmado 
                         tamb{\'e}m. Press{\~a}o, temperatura de evaporador e a 
                         posi{\c{c}}{\~a}o da frente mostraram uma resposta 
                         sincr{\^o}nica com uma leve defasagem no tempo. Um modelo 
                         matem{\'a}tico simplificado foi desenvolvido e indicou que o 
                         motivo direto dessas oscila{\c{c}}{\~o}es sincronizadas {\'e} 
                         uma varia{\c{c}}{\~a}o peri{\'o}dica do menisco nas ranhuras do 
                         evaporador. No entanto a raz{\~a}o prim{\'a}ria para este 
                         acontecimento ainda n{\~a}o foi descoberta. 
                         Oscila{\c{c}}{\~o}es independentes durante a 
                         opera{\c{c}}{\~a}o perto da secagem do l{\'{\i}}quido nas 
                         ranhuras mostrou alta amplitude (at{\'e} 3.5 低)e 
                         freq{\"u}{\^e}ncia (per{\'{\i}}odos entre 20 e 50 s).Neste 
                         contexto uma segunda oscila{\c{c}}{\~a}o de freq{\"u}{\^e}ncia 
                         baixa foi observada em alguns testes com per{\'{\i}}odo e 
                         amplitude sobre-impostos de cerca de 12 min e 3 低 respetivamente. 
                         Al{\'e}m disso, resultados adicionais foram conseguidos com 
                         respeito ao excedente de temperatura durante a partida de 
                         opera{\c{c}}{\~a}o, ao amortecimento das oscila{\c{c}}{\~o}es, 
                         assimetria devido {\`a} gravidade durante a secagem e anomalias 
                         de longo prazo devido {\`a} difus{\~a}o. Esses novos dados 
                         s{\~a}o importantes para o desenvolvimento do tubo de calor 
                         controlado por g{\'a}s como um elemento de controle t{\'e}rmico 
                         para aplica{\c{c}}{\~o}es espaciais. O trabalho de pesquisa foi 
                         conduzido pelo Dr. Andreas Edom no INPE/ETE/DMC sob 
                         supervis{\~a}o e assist{\^e}ncia do Dr. Valeri Vlassov durante o 
                         per{\'{\i}}odo de fevereiro de 2000 a mar{\c{c}}o de 200 1, e 
                         foi patrocinado por uma bolsa de p{\'o}s-doutorado da FAPESP sob 
                         o contrato No. 99/07580-3. O objetivo deste trabalho foi atender 
                         {\`a}s diretivas do programa de pesquisa e desenvolvimento CONTER 
                         promovido pela Coordena{\c{c}}{\~a}o Geral de Engenharia e 
                         Tecnologia Espacial (ETE)do INPE. ABSTRACT: New phenomena related 
                         to periodic oscillations of evaporator temperature, operating 
                         pressure and vapor/gas front position in variable conductance heat 
                         pipes under permanent external conditions were discovered, studied 
                         and classified. Two gas-loaded axially grooved aluminum heat pipes 
                         with different geometry were tested using acetone or ethanol as 
                         working fluid and argon as noncondensable gas. A non-wicked 
                         external gas reservoir was connected to the condenser end of the 
                         heat pipe through a small diameter feed tube. By the variation of 
                         parameters, such as the heat load level and the gas inventory, 
                         different types of oscillations have been detected and analyzed. 
                         Permanent and casual synchronous oscillations reveal a period in 
                         the range from 2 min to 6 min and an amplitude up to 2.8 低. A 
                         correlation between amplitude and period of such fluctuations has 
                         also been confirmed. Pressure, evaporator temperature and front 
                         positions displayed a synchronous response with a slight shift in 
                         time. A simplified mathematical model was developed and indicated 
                         that the direct reason of these synchronous oscillations is a 
                         periodical variation of the meniscus in the evaporator grooves. 
                         The primary reason of this occurrence, however, is not discovered 
                         yet. Detached oscillations during operation close to dry-out 
                         showed a high amplitude (up to 3.5 '低)and frequency (periods from 
                         20 to 50 sec). In this context a second low-frequent oscillation 
                         has been observed in some tests with Superimposed period and 
                         amplitude of about 12 min and 3 低 respectively. Moreover 
                         additional results have been achieved concerning the temperature 
                         overshoot during start-up, oscillation damping, gravity-related 
                         asymmetry during dry-out and long-term diffusion-related 
                         anomalies. The novel data are important for the development of the 
                         gas-loaded heat pipe as a thermal control element for space 
                         applications. The research work wits conducted by Dr. Andreas Edom 
                         at DMC/INPE under supervision and assistance of Dr. Valeri Vlassov 
                         during the period from February 2000 until March 2001, and was 
                         Supported by a post-doctoral fellowship granted by the S{\~a}o 
                         Paulo State research foundation FAPESP under contract No. 
                         99/07580-3. The objective of this work was to meet the guidelines 
                         of the research and development program CONTER promoted by the 
                         General Coordination of Engineering and Space Technology (ETE)of 
                         INPE.",
                label = "9307",
                  ibi = "6qtX3pFwXQZ3r59YCT/H3QcT",
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        urlaccessdate = "13 maio 2024"
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