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Publicação
Interruptor térmico criogénico a gás de troca com hiato obtido por dilatação diferencial
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Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
Os interruptores térmicos são dispositivos muito utilizados na área de criogenia,
normalmente em sistemas onde se pretende permutar entre uma situação de bom contacto
térmico e outra de bom isolamento térmico. A tecnologia dos interruptores térmicos tem
evoluído rapidamente devido às diversas aplicações espaciais existentes pois nestas é necessário alcançar um controlo de temperatura eficiente.
O interruptor térmico a hiato gasoso é dos interruptores mais versáteis e simples entre
os usados na área. A sua comutação entre o seu estado ligado (ON) e o seu estado desligado(OFF) é obtida pelo controlo de pressão de gás num espaço (designado por hiato) que separa dois blocos, bons condutores térmicos, que constituem o interruptor. Estes dois blocos são envolvidos por um tubo de um material mau condutor térmico que suporta os blocos e que
garante a estanquidade do sistema. Ambos os estados (ON e OFF) são caracterizados pela
condutância térmica efectiva do interruptor e a gestão do gás no hiato foi executada por uma criobomba acoplada ao bloco frio do interruptor.
Neste projecto desenvolveu-se um interruptor térmico a hiato gasoso onde o hiato foi
obtido através da dilatação térmica diferencial dos diferentes materiais usados na construção do interruptor. Este método serviu para produzir um hiato variável com a temperatura e de pequenas dimensões Foram depositados (por electrólise) filmes finos de
ouro (de espessura ) para minimizar as trocas térmicas (por radiação) entre o
interruptor e a sua vizinhança. Para quantificar a energia transferida por radiação, efectuou-se um estudo sobre a emissividade dos materiais.
O interruptor projectado e construído foi testado numa gama de temperaturas compreendida entre 10 K e 300 K. Os resultados obtidos foram de uma condutância ON de 140 mW/K e de OFF 3,8 mW/K, para uma temperatura média de funcionamento de 70 K. Estes resultados foram concordantes com os previstos.
Descrição
Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em
Engenharia Física
Palavras-chave
Interruptor térmico Hiato Electrodeposição Filmes finos de ouro Emissividade Criobomba