PG-EAM - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Aeronáutica e Mecânica
EN PT
Dissertação de Mestrado 1997

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

Autor

Heitor Patire Júnior

Orientador

  • Orientador Joaquim José Barroso de Castro

Área de Concentração

Aerodinâmica, Propulsão e Energia

Data de Defesa

1997

Número da Tese

000380128

Resumo

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.

Palavras-chave

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