@MastersThesis{Furtado:2002:EsTéRe,
author = "Furtado, S{\'e}rgio Ricardo",
title = "Estudo de t{\'e}cnicas de resfriamento r{\'a}pido de antenas
esferoidais utilizandas em detectores de ondas gravitacionais",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2002",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2002-10-07",
keywords = "astrof{\'{\i}}sica.",
abstract = "A detec{\c{c}}{\~a}o de Ondas Gravitacionais utilizando antenas
ressonantes poder{\'a} envolver, num futuro pr{\'o}ximo, o
resfriamento de grandes massas (cerca de 100 toneladas), da
temperatura ambiente (300K) at{\'e} temperaturas
ultracriog{\^e}nicas (20mK), e a necessidade de se garantir
v{\'a}rios meses de opera{\c{c}}{\~a}o do detector com poucas e
curtas interrup{\c{c}}{\~o}es para manuten{\c{c}}{\~a}o. Para
resfriar estes detectores {\'e} utilizado um g{\'a}s de troca
(h{\'e}lio), sendo o calor da antena removido para um
reservat{\'o}rio frio por condu{\c{c}}{\~a}o t{\'e}rmica e
convec{\c{c}}{\~a}o natural. Consegue-se obter com esta
t{\'e}cnica tempos de resfriamento de aproximadamente uni
m{\^e}s para detectores de barras cil{\'{\i}}ndricas de 2,5
toneladas. Caso essa mesma t{\'e}cnica fosse empregada para o
resfriamento...de uma antena esf{\'e}rica com 100 toneladas, o
tempo de resfriamento seria da ordem de 10 meses, inviabilizando a
opera{\c{c}}{\~a}o dessas antenas. Neste trabalho s{\~a}o
estudadas t{\'e}cnicas de resfriamento r{\'a}pido, como
chaveamento t{\'e}rmico ou convec{\c{c}}{\~a}o for{\c{c}}ada,
a partir da temperatura ambiente at{\'e} a temperatura de
ebuli{\c{c}}{\~a}o do nitrog{\^e}nio liquido (77,4K),
utilizando um icosaedro truncado, feito de alum{\'{\i}}nio com
25 cm de di{\^a}metro e 19 kg de massa. Os tempos de resfriamento
obtidos, por convec{\c{c}}{\~a}o for{\c{c}}ada e chaveamento
t{\'e}rmico, para o prot{\'o}tipo de Alum{\'{\i}}nio foram,
respectivamente, de 30 h e 60 h. A partir destes resultados foi
poss{\'{\i}}vel estimar o tempo de resfriamento para uma antena
esf{\'e}rica com 1,15 tonelada em cerca de 45 h, por qualquer
urna das t{\'e}cnicas estudadas, mostrando ser poss{\'{\i}}vel
obter para o chaveamento t{\'e}rmico tempos de resfriamento
similares aos obtidos por convec{\c{c}}{\~a}o for{\c{c}}ada.
ABSTRACT: The resonant-mass technique for the detection of
Gravitational Waves may involve, in the near future, the cooling
of very large masses (about 100 tons) from room temperature (300K)
to extreme cryogenic temperatures (20mK). To cool these detectors
down to cryogenic temperatures an exchange gas (helium) is used,
and the heat is removed from the antenna to the cold reservoir by
thermal conduction and natural convection. With the current
technique, cooling times of about one month can be obtained for
cylindrical bar antennas of 2.5 tons. Should this same technique
be used to coo! a 100-ton spherical antenna the cooling time would
be about 10 months, making the operation of these antennas
impracticable. In this work we study the above-mentioned cooling
technique and others, like thermal switching and forced convection
from room temperature down to liquid nitrogen temperature (77K)
using an alutninum, 19kg-25cm-diameter, truncated icosahedron. The
cooling times to coo! the Al prototype by forced convection and
thermal switching were 30h and 60h, respectively. From these
results it was possible to estimate the cooling time of a
spherical antenna of 1,15 tons. This time would be about 45 h for
the studied techniques. It shows the possibility to obtain the
same cooling times for the thermal switching as that obtained by
forced convection.",
committee = "Wuensche, Carlos Alexandre (presidente) and Aguiar, Odylio Denys
de (orientador) and Araujo, Jos{\'e} Carlos Neves de and
Jablonski, Francisco Jos{\'e} and Oliveira Jr., Nei Fernandes de
and Garcia, {\'E}zio Castejon",
copyholder = "SID/SCD",
englishtitle = "x",
label = "10577",
language = "pt",
pages = "224",
ibi = "6qtX3pFwXQZ3r59YCT/H3LPk",
url = "http://urlib.net/ibi/6qtX3pFwXQZ3r59YCT/H3LPk",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "07 maio 2024"
}