MODELAGEM E DESENVOLVIMENTO DE UMA FERRAMENTA COMPUTACIONAL PARA DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA DE BOMBEAMENTO

Abstract

Sistemas de bombeamento capilar são utilizados e testados com sucesso nas operações de controle térmico em situações de microgravidade há mais de duas décadas. Este trabalho é uma continuação dos estudos em andamento no Laboratório de Combustão e Engenharia Térmica da Universidade Federal de Santa Catarina, visa dar continuidade aos últimos experimentos realizados durante a Missão Centenário, com o envio de um protótipo do sistema para teste na Estação Espacial Internacional, pelo astronauta Marcos Pontes. Neste artigo, é descrito o desenvolvimento de uma ferramenta computacional capaz de auxiliar no dimensionamento da bomba capilar utilizada nesses sistemas. Essa ferramenta foi desenvolvida em linguagem C++ , sendo capaz de determinar a capacidade limite de transferência de calor da bomba capilar. O programa permite que diferentes fluidos de trabalho possam ser escolhidos, como água, amônia, acetona e freon 11. Pode-se optar também pelo tipo de bomba capilar, pelo ângulo de posicionamento da régua no seu interior, pelas dimensões das ranhuras circunferenciais, pela geometria do circuito, pela pressão real de bombeamento capilar, dentre outros instrumentos. Para comparar os resultados obtidos pela ferramenta desenvolvida, foi construída uma bancada no Laboratório de Ensaios Mecânicos do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará, composta por uma bomba capilar de ranhuras circunferenciais, operando com água como fluido de trabalho. Os resultados da simulação foram confirmados através de vários testes experimentais, comprovando a sua eficiência.