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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.43.2002.tde-13122013-143319
Documento
Autor
Nome completo
Suelene Silva Mammana
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2002
Orientador
Banca examinadora
Salvadori, Maria Cecilia Barbosa da Silveira (Presidente)
Caldas, Ibere Luiz
Freire Junior, Fernando Lázaro
Maciel, Homero Santiago
Pimenta, Marcos de Mattos
Título em português
Microbocais sônicos de diamante
Palavras-chave em português
Bocais sônicos
Controlador de vazão
Diamante CVD
Escoamento blocado
Medidor de vazão
Resumo em português
Um método original para a fabricação de microbocais de diamante com perfil convergente-divergente foi desenvolvido neste trabalho. O método de fabricação desenvolvido utiliza deposição de diamante policristalino sobre moldes que posteriormente são removidos. Os moldes utilizados são fios de tungstênio submetidos a um processo de corrosão eletrolítica para gerar o perfil convergente-divergente de bocal. O microbocal de diamante foi fabricado para ser utilizado como controlador e medidor passivo de vazão de fluidos, quando operando em condições críticas de escoamento. Testes de vazão de gás foram realizados, utilizando os microdispositivos fabricados, para determinar os parâmetros de escoamento necessários para a utilização dos microdispositivos como controladores e medidores de vazão de gás. Os parâmetros críticos de escoamento, a saber, a vazão mássica crítica, a razão crítica de pressão e a vazão volumétrica crítica, bem cmo a faixa do número de Reynolds do escoamento e o coeficiente de descarga, foram determinados para todos os microdispositivos. A faixa de variação do número de Reynolds dos escoamentos obtidos foi de 1x10 POT.3-7x10 POT.4. Por exemplo, o microbocal de diamante com o menor diâmetro de garganta (16+/-1)x10mum apresentou vazão mássica crítica de (0,344+006)g/min, vazão volumétrica crítica de (314+/-5)cm POT.3/min e coeficiente de descarga de (1,27+/-0,19). Assim, foram fabricados com sucesso microbobais de diamante com perfil convergente-divergente e foram determinados os parâmetros críticos de escoamento que possibilitam a estes microbocais atuarem como controladores e medidores passsivos de baixo vazão de gás.
Título em inglês
Micro nozzles sonic diamond.
Palavras-chave em inglês
CVD diamond
Flow controller
Flowmeter
Runoff blocado
Sonic nozzles
Resumo em inglês
In this work an original method for the fabrication of diamond micronozzles with converget-divergent profile is presented. The method uses the deposition of polycrystalline diamond over a mold, which is subsequently removed. The referred molds are tungsten wires patterned by means of an electrolytic etching procedure in a way that the divergent-convergent profile is generated. The main motivation for producing such micronozzles is its application as passive flow controllers and flow meters elements when operating under critical flow conditions. The micronozzles produced here were tested in order to determine the critical flow parameters that are necessary for its operation, as passive flow controllers and flow meters elements. The critical flow parameters (critical mass flow rate, critical pressure ratio and critical volumetric flow rate), the Reynolds number range and the discharge coefficient were determined for all the microdevices produced. The Reynolds number for the microdevices was found to be in the range of 1x10 POT.3-7x10 POT.4. For instance, the diamond micronozzle with smaller throat diameter, (16+/-1)x10mum, presented critical mass flow rate of (0,344+0,006)g/min, critical volumetric flow rate of (314+/-5)cm POT.3/min and discharge coefficient of (1,27+/-0,19). Therefore, diamond micronozzles were successfully fabricated with convergent-divergent profile and the critical flow parameters necessary for its operation, as passive flow controllers and flow meters elements, were determined.
 
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RE35431Silva.pdf (11.99 Mbytes)
Data de Publicação
2014-02-20
 
AVISO: O material descrito abaixo refere-se a trabalhos decorrentes desta tese ou dissertação. O conteúdo desses trabalhos é de inteira responsabilidade do autor da tese ou dissertação.
  • Mammana, S. S., et al. Characterization of diamond sonic micronozzles and microtube [doi:10.1116/1.1603287]. Journal of Vacuum Science & Technology B [online], 2003, vol. 21, p. 2034-2037.
  • Mammana, S. S., et al. Critical parameter determination of sonic flow controller diamond microtubes and micronozzles [doi:10.1116/1.2790924]. Journal of Vacuum Science & Technology. B, Microelectronics and Nanometer Structures Processing, Measurement and Phenomena [online], 2007, vol. 25, p. 1804-1807.
  • SILVA, S., et al. WC-Co cutting tools with diamond coatings. Diamond and Related Materials, 1999, vol. 8, p. 1913-1918.
  • SILVA, S., et al. WC-Co cutting tools with diamond coatings. In 25th International Conference on Metallurgical Coatings and Thin Films (ICMCTF 98), San Diego, 1998. Abstracts of the 25th International Conference on Metallurgical Coatings and Thin Films (ICMCTF 98)., 1998. Abstract.
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