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https://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/846971| Título: | Modelagem da cinética do processo de deposição modificada de vapor químico (MCVD) para o controle do índice de refração em fibras ópticas de sílica para lasers de potência |
| Autor(es): | Silva, Rubens Cavalcante da |
| Orientador(es): | Rossi, Wagner de |
| Palavras-chave: | Lasers e fotônica Termoforese MCVD CFD |
| Áreas de conhecimento da DGPM: | Engenharia naval |
| Data do documento: | 2023 |
| Editor: | Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) |
| Descrição: | Este trabalho visou o desenvolvimento de um procedimento para a modelagem numérica computacional da Cinética do Processo de Deposição Modificada de Vapor Químico (MCVD) num escoamento laminar. O modelo numérico adotado resolve as equações de transporte de energia e de massa, em regime permanente, a partir dos métodos de volumes finitos (FVM), com um software comercial de CFD, e por diferenças finitas (FDM). Os resultados obtidos foram os campos de velocidades e de tempertaura para o gás de arraste (O2) e de concentração de reagentes e produtos envolvidos nas reações de oxidação. A eficiência de deposição foi estimada a partir dos campos de velocidades termoforéticas e de concentração das espécies envolvidas, onde foi observado que a eficiência para o SiO2 foi ligeiramente maior que para o GeO2 para todos os casos analisados. Uma breve análise foi feita para se observar o efeito de variáveis como a tempertaura máxima da tocha e o fluxo de massa sobre a eficiência de deposição. A trajetória das partículas de óxidos foram determinadas a partir de uma abordagem Lagrangeana, utilizando-se o método de integração de Euler. Dessa forma, foi possível observar o comportamento das partículas ao longo das posições radiais, verificando que as mais próximas da parede eram mais suscetíveis á deposição devido aos maiores gradientes de temperatura a que estavam sujeitas. |
| Abstract: | This study aims to develop a numerical procedure for the computational modeling of the kinetics of the Modified Chemical Vapor Deposition process (MCVD) in a laminar flow. The numerical model solves the steady state energy and mass transport equations by means of the Finite Volume Method (FVM), with a commercial CFD software, and the Finite Difference Method (FDM). The results were the velocity and temperature fields for the carrier gas (O2) and the concentration fields of reagents and products involved in the oxidation reactions. The deposition efficiency was estimated taking into account the thermophoretic velocity and the concentration fields of the species involved, where it was observed that the efficiency for SiO2 was slightly higher than for GeO2 for all analyzed cases. A brief analysis was carried out to observe the effect of variables such as maximum torch temperature and mass flow on the deposition efficiency. The path of the oxide particles was determined from a Lagrangian approach, using the Euler's integration method. It was possible to observe the behavior of the particles along the radial positions. The particles nearer the tube wall were more susceptible to deposition due to the highest temperature gradients to which they were exposed. |
| Tipo de Acesso: | Acesso aberto |
| URI: | https://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/846971 |
| Tipo: | Dissertação |
| Aparece nas coleções: | Engenharia Naval: Coleção de Dissertações |
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