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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Thermal modeling for the development of a four-bounces crystal monochromator for the Sirius project : Modelagem térmica para o desenvolvimento de monocromador de quatro difrações para o projeto Sirius
Title Alternative: Modelagem térmica para o desenvolvimento de monocromador de quatro difrações para o projeto Sirius
Author: Silva, Marlon Saveri, 1990-
Abstract: Resumo: Um protótipo de monocromador de quatro difrações (4CM) foi desenvolvido pelo grupo de engenharia de linhas de luz do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) para a seleção de energias de Raio-X a serem utilizadas nas estações experimentais da CARNAÚBA, nova linha de feixe coerente e nanofoco em construção na nova fonte de luz síncrotron brasileira, Sirius. Devido à carga térmica concentrada do feixe de Raios-X incidente, os cristais do monocromador devem ser mantidos a temperatura criogênica (125K) para que sejam minimizadas distorções no perfil do feixe. O presente trabalho foca no desenvolvimento de um modelo que descreve a distribuição de temperatura entre as partes do mecanismo supracitado e possibilita a criação de projetos térmicos preditivos para futuros dispositivos. Foram propostas modelagens baseadas na associação de análises por elementos finitos associadas à discretização das grandezas físicas envolvidas (geometrias, massas, emissividades, capacitâncias e condutâncias térmicas) solucionáveis por técnica análoga à solução de circuitos elétricos via Lei das Correntes de Kirchoff e calculadas por meio do pacote para MATLAB SIMSCAPE. Por fim, o modelo foi comparado com os resultados obtidos experimentalmente, o que permitiu propor soluções de aprimoramentos para projetos das próximas unidades de 4CMs

Abstract: A four-bounces crystals monochromator (4CM) is under development by the Beamlines Engineering Group from Brazilian Synchrotron Light Laboratory (LNLS). Such 4CM is applied in the X-ray energy selection to the Coherent X-ray Nanofocus Beamline (CARNAÚBA) from the new Brazilian synchrotron light source, Sirius. Since the incident X-ray beam brings a concentrated heat load, the crystals need to be kept at cryogenic temperature (125K) for minimizing beam profile distortions. This work focuses on the development of a model that describes the temperature distribution along with the parts of the mechanism and provides the design of predictive thermal projects for other high technology devices. Modeling based on finite element analysis associated with the discretization of the physical quantities (lumped mass model) was proposed, which are solvable by a technique analogous to electric circuit solutions by Kirchhoff¿s Current Law and was calculated by using the MATLAB package SIMSCAPE. Finally, the model was compared with results obtained experimentally and upgrades in the next 4CM projects are proposed
Subject: Luz síncrotron
Calor - Transferência
Modelagem termodinâmica
Instrumentação
Análise de elementos finitos
Language: Inglês
Editor: [s.n.]
Citation: SILVA, Marlon Saveri. Thermal modeling for the development of a four-bounces crystal monochromator for the Sirius project: Modelagem térmica para o desenvolvimento de monocromador de quatro difrações para o projeto Sirius. 2019. 1 recurso online (135 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP.
Date Issue: 2019
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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