PG-EAM - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Aeronáutica e Mecânica
EN PT
Dissertação de Mestrado 2014

Modelo computacional para análise de radiadores de calor espaciais : plano e aletado

Autor

Rafael Dias Vilela

Orientador

  • Orientador Ezio Castejon Garcia

Área de Concentração

Aerodinâmica, Propulsão e Energia

Data de Defesa

27/06/2014

Número da Tese

66866

Resumo

O presente trabalho apresenta a comparação numérica entre dois tipos de radiadores de calor para aplicações espaciais: o radiador plano (convencional) e o radiador aletado. Projetados para atuar no controle térmico passivo de satélites, estes dispositivos rejeitam o calor gerado pelos componentes eletrônicos e minimizam a absorção de calor proveniente de fontes externas (especialmente do Sol) com o objetivo de manter a temperatura dos componentes do satélite dentro de suas respectivas faixas de operação. Com esta finalidade, foram desenvolvidos dois algoritmos em FORTRAN® para a solução do sistema de equações não lineares que governam o acoplamento condutivo-radiativo presente em cada radiador. Estas equações foram discretizadas bidimensionalmente pelo Método dos Volumes Finitos e o sistema resultante foi resolvido com a aplicação do Tri-Diagonal Matrix Algorithm combinado com um processo iterativo. Os resultados numéricos obtidos demonstram que o radiador aletado possui maior capacidade de rejeição de calor em comparação com o radiador plano para as configurações dimensionais adotadas. As simulações realizadas também mostram que a degradação das propriedades termoópticas acentua o aumento das temperaturas no radiador. Por fim, são apresentados os perfis de temperaturas de ambos os radiadores estudados em condições críticas de operação.

Palavras-chave

Radiadores de espaçonaves Termodinâmica Satélites Controle de temperatura Transferência de calor Análise numérica Física Engenharia aeroespacial