PG-EAM - Graduate Program in Aeronautical and Mechanical Engineering
PT EN
Master's Dissertation 1997

Estudo experimental e simulação numérica da distribuição de temperatura de um canhão de elétrons de 5 A e 50 kV.

Author

Heitor Patire Júnior

Advisor

  • Advisor Joaquim José Barroso de Castro

Concentration Area

Aerodinâmica, Propulsão e Energia

Defense Date

1997

Thesis Number

000380128

Abstract

O presente trabalho estuda o problema da distribuição de temperaturas nos elementos de um canhão de elétrons de 5 A e 50 kV (primeiro e segundo anodos, catodo, flanges e isoladores externos de cerâmica) tendo como condição de contorno a temperatura do filamento aquecedor que se encontra a 2300 graus centigrados no interior do catodo cônico e que mantém a temperatura da faixa emissora de elétrons em 1000 graus centígrados. As medidas experimentais, efetuadas a partir de um conjunto de termopares instalados em vários pontos do canhão, são comparadas com resultados obtidos via simulação numérica usando um programa computacional de elementos finitos. A otimização mecânica nas peças do canhão e o desenvolvimento de dispositivos como o sistema de aquecimento da faixa emissora de elétrons por filamento, métodos para determinação da temperatura de um filamento de tungstênio e a construção de uma sonda térmica para medidas de velocidade e cálculo do coeficiente de convecção do ar em regiões turbulentas próximas da parede externa do canhão também integram este trabalho. A presente tese reveste-se de caráter inédito, pois constitui um estudo detalhado das características térmicas de um canhão injetor de elétrons do tipo magnetrônico em que os resultados experimentais e simulados apresentam excelente concordância.

Keywords

Canhões eletrônicos Distribuição de temperatura Simulação Análise numérica Transferência de calor Aquecimento de plasmas Fusão nuclear Mecânica (Física) Física