@PhDThesis{Fumachi:2017:DeTuQu,
author = "Fumachi, Edson Fernando",
title = "Desenvolvimento de um tubo de queda livre para o modelamento e
otimiza{\c{c}}{\~a}o do processo de solidifica{\c{c}}{\~a}o de
ligas eut{\'e}ticas de bismuto-estanho em ambiente de
microgravidade",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2017",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2017-02-21",
keywords = "tubo de queda livre, microgravidade, ligas eut{\'e}ticas,
transfer{\^e}ncia de calor, solidifica{\c{c}}{\~a}o, drop tube,
microgravity, eutectic alloys, heat transfer, solidification.",
abstract = "O ambiente espacial, mais especificamente o ambiente de
microgravidade, proporciona condi{\c{c}}{\~o}es {\'u}nicas de
pesquisa, para o campo da ci{\^e}ncia e tecnologia, nos mais
variados ramos e {\'a}reas - tais como a medicina, farm{\'a}cia,
biologia, qu{\'{\i}}mica, f{\'{\i}}sica e engenharias. Na
{\'a}rea das engenharias e da f{\'{\i}}sica, a
transfer{\^e}ncia de calor est{\'a} fortemente presente e, em
ambiente de microgravidade, alguns desses fen{\^o}menos ficam
reduzidos ou at{\'e} mesmo deixam de existir (como correntes
convectivas, press{\~a}o hidrost{\'a}tica, etc.), impactando
diretamente nas microestruturas dos materiais, que podem assumir
caracter{\'{\i}}sticas distintas de outros que sofreram algum
processo sob a a{\c{c}}{\~a}o da gravidade terrestre. O tubo de
queda livre, sendo um equipamento de custo financeiro reduzido
quando comparado com outras formas de acesso a microgravidade, foi
utilizado para solidifica{\c{c}}{\~a}o de materiais em ambiente
laboratorial. O objetivo principal desse trabalho {\'e} a
otimiza{\c{c}}{\~a}o dos par{\^a}metros de
solidifica{\c{c}}{\~a}o da liga eut{\'e}tica de bismuto-estanho
(BiSn) em ambiente de microgravidade, e, {\'e} tamb{\'e}m
proposto um modelo matem{\'a}tico, baseado em um mecanismo de
convec{\c{c}}{\~a}o e de radia{\c{c}}{\~a}o, para a
transfer{\^e}ncia de calor entre as got{\'{\i}}culas e o
ambiente. Para a determina{\c{c}}{\~a}o da velocidade inicial
das gotas foi projetado e constru{\'{\i}}do um tubo de queda
livre de quartzo transparente, possibilitando a
observa{\c{c}}{\~a}o da forma{\c{c}}{\~a}o e
eje{\c{c}}{\~a}o das got{\'{\i}}culas. A liga eut{\'e}tica de
bismuto-estanho foi escolhida para os ensaios deste estudo pois
possui baixo ponto de fus{\~a}o (139\$^{o}\$ C), podendo ser
utilizada na ind{\'u}stria como elemento fus{\'{\i}}vel, na
confec{\c{c}}{\~a}o de moldes e por ser um poss{\'{\i}}vel
substituto da solda branca (liga a base de chumbo), causando menos
riscos para a sa{\'u}de e meio ambiente. ABSTRACT: Space
environment, more specifically the microgravity environment,
provides unique research conditions for the field of science and
technology in a wide variety of fields and applications - such as
medicine, pharmacy, biology, chemistry, physics and engineering.
For engineering and physics process, heat transfer plays an
important role, and in a microgravity environment, some of these
phenomena are reduced or even cease to exist (convective currents,
hydrostatic pressure, etc.), impacting directly in the materials
microstructures, which may assume distinct characteristics from
others which had been processed under the action of Earths
gravity. The drop tube, a low cost apparatus if compared to other
ways to access the microgravity, was used for solidification of
alloys at laboratory environment. The main objective of this work
is the optimization of the solidification parameters of the
eutectic tin-bismuth alloy (BiSn) in a microgravity conditions,
and also was proposed a mathematical model, based on a combined
convection and radiation mechanism, for the heat transfer of
between the droplets and the gas environment. To the determination
of the initial velocity of the droplets, a transparent quartz drop
tube was designed and built, allowing the observation of the
formation and ejection of the droplets. The eutectic tin-bismuth
alloy was chosen for this study because of low melting temperature
(139\$^{o}\$ C), and this material can be used in industry as
fuse element, manufacture of molds and as lead free solder
alloy.",
committee = "An, Chen Ying (presidente/orientador) and Toledo, Rafael Cardoso
(orientador) and Bandeira, Iraj{\'a} Newton and Travelho,
Jeronimo dos Santos and Reis, Danieli Aparecida Pereira and
Siqueira, Viviane Ribeiro de",
copyholder = "SID/SCD",
englishtitle = "Drop tube development to modelling and optimization of tin-bismuth
eutectic alloy solidification process in microgravity
environment",
language = "pt",
pages = "151",
ibi = "8JMKD3MGP3W34P/3NAA9GL",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34P/3NAA9GL",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "27 abr. 2024"
}