Sistema de Submissão de Resumos, III ENCONTRO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA - 2013 (ENCERRADO)

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Desenvolvimento de um Túnel de Vento Hipersônico Avançado para Pesquisa Aeroespacial: Curvas de Desempenho
Luis Tadeu Ka Jin Mo, Israel da Silveira Rêgo

Última alteração: 2013-11-20

Resumo


Introdução

O estudo experimental de veículos que atuam na hipervelocidade exige instrumentos capazes de simular vôos com números Mach superiores a 5. Na engenharia, há a necessidade de se estudar o fluxo hipersônico devido a dificuldades técnicas, entre elas o aquecimento aerodinamico. O túnel de vento hipersônico para pesquisa em hipersônica e aerotermodinâmica que será construido no campus de São Bernardo da UFABC em colaboração com a IEAv baseia-se em um mecanismo sem diafragma que apesar de gerar escoamentos com números de Mach menores, sua operação apresenta um menor custo e melhor repetibilidade.

 

Objetivo

Foram feitos estudos para posterior utilização na construção de um túnel de vento capaz de produzir escoamentos com velocidades hipersônica. Nesta etapa, foram obtidas curvas de desempenho das ondas de choque incidentes ao longo do tubo de choque geradas devido ao desbalanço de pressão entre as seções driver (P4) e driven (P1). As condições de reservatório logo a frente da tubeira divergente-convergente, onde o gás é acelerado para a seção de testes,  também foram estudadas. 


Metodologia

Primeiramente, foram-se estudados os princípios de funcionamento de um tubo de choque com pistão duplo deslizante atuando como diafragma. Em seguida, através do MATLAB foram obtidas curvas de desempenho da relação entre as condições de operação e o número de Mach incidente. Também foi-se obtida a relação entre as condições de estagnação no reservatório com o número de Mach incidente.

 

Resultados

A medida que a razão P4/P1 aumenta, aumenta-se também o Ms incidente para qualquer gás driver, também percebeu-se que quanto mais leve o gás driver, maior o Ms para mesmo P4/P1. Devido à limitações de segurança do equipamento, foram considerados valores de P4 em até 20 atm. O aumento da temperatura do gás driver também melhorou os números Ms obtidos. Para as condições de reservatório, percebeu-se que quanto maior Ms incidente, maiores os valores para P5 e T5.

 

Conclusão

 A UFABC está projetando um tubo de vento hipersônico em colaboração com a IEAv. As operações do tubo de choque podem ser implementadas com o uso de gás leve no driver e com o aquecimento do mesmo. O tubo de choque da UFABC terá capacidade de operação coma razão P4/P1 até 20 e com condições de estação de aproximadamente  2,14 MPa &  1218 K utilizando Hélio a 500K no driver e ar seco a 300K no driven.