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MEMO # /3 I

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F i j w * 2 — R c p s t r o c o n ' i n ' j o ctc q u a l r o p o n l o s d u r a n t e 24 b o r a s d o m e * d e j u n h j d c 1972"

(2) Technical Proposal for the ESS CO Synergised Radome- -Anienaa-Pedestal System, Electronic Space Systems Cor­poration. October 1969.

(3) Cohen. A. e Smobki. A„ The eflet* of rain on Satellite oornmimicatioas Earth terminal Rigid Radome* (ESSCO

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Radome Randoms N * 4). The Microwatt Journal. Sep­tember 1966.

Trabalbo recebido an 19/1/73; aprovado em 16/2/74 por Krsio de Souza Santos. Institute de Pesquisas TecnoMgicas e Eseola Poliltcmca da USP.N.* 105.

CARACTERfSTICAS TERM ODINAM ICAS INTERNAS DE UMA REDOM A R IG I DA DE PLASTICO PROTEGENDOO

RADIOTELESCOPIO DE PRECISAO*

P. MARQUES DOS SANTOS. R. E. SCHAAL,

J. R. LAZZARESCHI** e J. M. GOLIZJA**

Centro de Radioastronomia e Astrofisica Universidade Mackenzie, CP 8792. Sio Paulo. SP. Brasil

ABSTRACTTHERMODINAMICAL CHARACTERISTICS OF INSIDE A RADOME ENCLOSED ANTENNA. By P. Marques do* Santos, R. E. Schaal, J. R. Lazzareschi e 1. M. Golizia.

7The ihcrmcdmamica] behaviour inside a 22 m space free radome containing a 13.7 m

millimeter-wave te'cvcope is described. Eight faslresponse thermistors were installed al several places in the radome. antenna and pedestal in order to determine temperature gradients under several conditions time required far internal temperature uniformization with forced air cir­culation. and the conditions necessary for antenna utilization with greater accuracy.

‘INTRODL'CAO: Atravcs do scu projeto Milimack, o Centro de Radioastronomia e Astrofisica da Uni* vcrsidade Mackenzie imptantou o “sistema sincrgi- *ado rcdomj-antcna-pcdcstar do raiolcJesc6pio de prccisao p.ira ondas milnnclricas no Radio Obscrva- lorio do Itapotinga cm Atihaia, SP (11. O “sistema sinergi/jdo" foi dcscnvolvido pe!a F.lectr«>nic Space Systems Corporation (ESSCO), EUA constituindo uma nova conccpcao cm materia dc radiotclcscopios. Visando a dctcrmmafao das caractcristicas tcrmodi- na micas intcmas da rcdoma plastica rigida. quc ahriga a anlcna e o pedestal, bctn com o o proccdimcnto para cvilar ou minimi/ar a condensacao do vapor de agua nas supcrficics interna c externa da mem- brana quc cohrc a rcdoma. foi instalado um sistema de sensores (tcrmistores de resposla rapida) para o cstudo do comportamcnto tcrmico. O prescnte tra- balho consistc da aprescnta^ao dos rcsuliados diurno com o noturno, nasccr e oca so do Sol.

D cscrifio da redona (2). Constituida por varios painiis triangulares dispostos scgundo uma geomctna alea- tdria. a rcdoma dc 22 m de diamctro i compmta dc arma^ao de aluminio extrudado coK-rla por mem- brana plastica dc lisscolam. material Iammado dcscn­volvido pela ESSCO. Na supcrficie externa da mem* brana foi aplicada uma camada muito fina dc Tedlar (Du Pont) com propriedadcs cspcciais para cvilar a corrosao e tambcm impedir a formacao dc qualquer pclicula de agua sobrc a tncsma (3). sendo hjstante rcflctora dc calor. Procurando atingir um alto grau de rcflctividade, foi rccomendado' o uso do Tedlar br.inco que tambcm contribui para a rcjcivlo do ultraviolcta. A redoma esti Hxada sobre um and de concrete dc 3 m de altura.

Sistemas de circulafio do ar e i^ K c in n to iiitnM . Para cvitar a forma ao dc gradientcs de tcmpe- ratura no interior da redoma. cxistc um sistema de

*Trab*lho pxrodiudo pelo BNDE-FUNTEC Contrato s.* 17 c Cometho Nacioaal de t a q in u — P r x CNPq a.* S 021/M **Boluiu» da Funtifio de Amparo i Ptsquiia do Euado de SIo Paulo (FAPESP)

vcntihy3o c circuhcSo com posto de duas saidas de a r ao -niveS do solo e uma no topo da rcdom a com vcnezianas rcgulaveis. duas entradas de ar tam bem ao nisei do solo para aspirayao das duas turbinas, quc lanyam o ar aspirado contra a nem brana, pro- dtizirsdo m o\ imcr.tos vibratorios c aum cntando leve- mente a prcssao interna. Para o sistema funcionar cm circuito aberto. as saidas e entradas de ar sao mantidas abcrtas com as turbinas cm funcionamcnto. Em circuito fechado impede-se a aspirayao do ar externo c a saida do ar interno. fcchando-sc todas as aberturas. Este ultimo proccdim cnto e usado quando estao ligados os aquecedores elctricos localizados nas saidas das turbinas.

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O B JE TIY O S

A finaiidade do trabalho foi dividida cm duas • partes: a) hom o^cpoi/ar as conrficficx tfrm iras nr» interior d ,» n r"rn -’ :l .1- f i;? .'- f.-.rtrs pr.idi:-ntes de tcrr.peratura- e b) crlar conduces que possam

evitar a condcnsayao do vapor de agua nas super- ficics interna e externa da m cm brana.

A cxistencia de gradientcs de tcm peratura no interior da redom a pode proporctonar dcformavdcs dc origem tcrmica na estrutura do conjunto antena- -pcdestal-torre prejudicando a cficicncia da antena. A possivcl condcnsavao da um idade do ar nas su­perficies interna e externa da m cm brana durante o periodo noturno. sc a tcm peratura da mesma atingir o ponto dc orvalho. podcra form ar um a finisstma pclicula de agua responsive! por uma consuleravcl atcnuacao. O sistema de ventilayiio p rodu/m do uma circulayao forvada estabclecc a honvgene i/ayao da tem peratura interna. Para o aquecim cnto interno po- de-se usar a circulavao cm circuito fcchado com os aquecedores ligados. Para a dctcrm inayao da cficicn- cia da circulavao forvada c do aquecim cnto interno^ foram instalados sensofes (tcrm istorcs Negative Tem­perature Cocfficient-NTC) cm oito pontos convenien- tes do "sistema sincrgizado" nas posiydcs indicadas na Fig. 1. Os cinco prim ciros sensores estao rela-

Fipini 1 — Localizayao do* sensores: ITS K3J30 m ^ c 5 cm eontato com o ar livrc no interior

da rcdoma; 6 cm eontato com o ar externo;1 2 cm eontato com o aluminio. isolado do

R m 6.00m (_ar livrc por uma piaas de isopor; e 7 c 85^0 m era eontato dircto com as superficies da

mcmbrana isoladcs do ar livre por uma

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cionatlos com a tcrm odinam ica interna e a cficicncia iia circulavao foryada c os trcs ultimos. com as con- diydcs quc podcm propiciar a formayao do orvalho c com a cficicncia do aquecim cnto interno.

Ceractcrisiicas do aquccimvnto no interior da redoma. Nornialm cntc. o aquecim cnto interno da rcdom a apre- scnta um pcrfil dc tcm peratura rcr.\us a ltura com

“'T ngradtentc ps>sitivo. > 0. enquanto quc ao ar livrc

cssc pcrfil dc tem peratura tcm gradicnte ncgativo, d T-rr < 0. que 4 o norm al. As condiydcs de trabalhoah

cntrctanto cxigcm quc o pcrfil aprcsentc valores apro-

xim adam cnte constantes. ou se ia .~~ s: 0. no interior tin

da rcdom a. Para conscguir cssa hoinogcncizayao uti- liza-sc o sistema dc circulavao c rcnovayao do ar. interno que. pa rtindo das condiydcs iniciais cslaticas. a tinge as condiydcs cxig idas cm cerca tic 10 mtn.j Q ualquer vanayao subita e intensa nas condiydcs mcteorologicas. a>mo ocorre durante as tcmpcstadcs, pros oca um dcscquilibrio da homogcncizayao pclo rcsfriam cnto rapido da m cm brana sendo logo rcs- labciccido pcia continua circulayao do ar. Apds o por do Sol. com o sistema dc circulayiio cm funcio- nam ento. a qucda da tcm peratura interna sc proccssa sim ultancam cntc cm todos os pontos. Usando-sc os aquecedores das saidas das turbinas e circulayao cm circuito fechado podc-sc conscrvar a tcm peratura in­terna superior a tem peratura externa.

CfHidiyiics dc formayao do onalho . A condcnsavao do vapor dc agua cxistcntc na atmosfcra ocorrc scmpre do a r: Ta atinge a tem peratura do ponto de orvaiho, To. cm condiyoes favoravcis. com atmosfcra trans­p a r e n t e calma. c baixa um idadc rclativa. pois o ar scco facilita a radiayao do calor. Q uando Ta — To < < 0 C nas condiydcs citadas, ha formayao dc gcada C, quando Ta = To > O 'G h i formayao do orvaiho ou ncvociro. N o periodo de invem o cm nossa rcgiao.

as condiyoes sao bnstantc favoravcis a esses tip<is dc condcnsayao durante a nottc o que prejudicaria as obscrvayocs. K ntretanto, mantendo-sc os aquecedores ligados e a circulavao cm circuito fcchado logo 3pos o por do Sol. podc-sc m antcr a tcm peratura da mcm­brana um pn'uco superior a tcm peratura do ponto dc orvaiho im pedindo a condens;iyao na parte ex­terna. Por ou tro lado, o sistema dc circulayao do ar interno produzindo movimcntos vsbratorios na mcm­brana introduz uma perturbayao nas condiydcs de contorno do ar externo cm rcpouso sobre a rcdoma quc sem duvida pode inibir a condcnsayao mosmo no caso Ta = To. Na parte interna, o fornccimcnto dc a ilo r a tra \cs dos aqucccdorcs e da circuSayio foryada cria condiydcs de mistura turbuienta impe­dindo a condcnsayao.

Conclusdfs a respcito do comportamento da mcmbrana.Dos dados obtidos podc-sc vcrilicar quc a m cm brjna t bastantc transparentc aos com prim entos dc onda tcrmicos, p<.)is o aquecim cnto ou rcsfriamcnto no in­terior da rcdom a acom panha bastantc bem a tcm-1 pcratura do ar livrc. salvo nos piintos superiorcsj onde. sem o sis'em a de circulayao. o ar n .n s quer.tg/ c niais levc fica all confinado. Nas condiydcs de rcsfriam cnto rapido. cssc coinportam ento p«>dc scr pcrfeitamcntc cvidcnciado, com ou sem o sistema de circulayao funcionando.

Das conclusocs obtidas verificou-se quc as con- diydcs dc trabalho cxigidas podcm- ser conscguidas usando-se, durante o dia, o sistema de circulayao cm circuito aberto c durante a noitc. quando ncccs- sario, circuito fcchado e aqucccdores. Na Fig. 2 apre- sentam os um rcgistro continuo das tem peraturas in- tcrnas ccm paradas com as extem as.

REFERCNCIAS

(i) Kaufmann. P.. Schaal. R. E. e Ltpine. J. R. D.. Rrrisia Brasileira de Tecnologia 2, 139 (1971).

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