simulación de viento

En la cámara MARTE hemos podido simular el viento solo bajo condiciones muy especiales. Básicamente hemos modificado el valor de la presión en tres procesos.

Simular el viento de manera homogénea a como sucede en la superficie de Marte es solo posible en instalaciones como la de Aahrus, Oxford o NASA Ames, en las que se ha optado por la construcción de túneles de viento especiales para atmósferas de baja presión.

En nuestro caso, hemos aprovechado la disposición de la cámara del polvo para poder calcular el tiempo de respuesta a cambios bruscos de presión en el sensor de presión del REMS, así como a la misma variación en sensor de viento del REMS.

En la imagen de la izquierda, se representa el modelo de ingeniería del sensor de presión del REMS en el interior de la cámara MARTE. Con este sensor y con el de ATS se realizaron las siguientes simulaciones:

  1. Medida del incremento de temperatura en un cambio brusco de presión.
  2. Medida del tiempo de respuesta en los medidores de presión, en un cambio brusco de presión.
  3. Medida del incremento de presión, de temperatura ambiental y humedad relativa en la puesta en marcha del vacío en MARTE.
  4. Medida del incremento de presión, de temperatura ambiental y humedad relativa en el venteo de MARTE.
Incremento de temperatura en cambio de presión

El contenido de esta página requiere una versión más reciente de Adobe Flash Player.

Obtener Adobe Flash Player

En esta sección se muestra el incremento de temperatura que experimentan los sensores de temperatura del THD cuando se produce una compresión en la cámara atmosférica de MARTE.. En un instante se abre la válvula de guillotina que hay entre ambas cámaras de vacío. En la CP hay un mayor número de partículas que en la CA. Al abrir la válvula (<1s), se produce una expansión en la cámara CP y una compresión en la cámara CA, hasta que ambas presiones se igualan. Este fenómeno se mide en el THD registrando un aumento apreciable de temperatura y un posterior enfriamiento exponencial.
Tiempo de respuesta de los medidores de presión en un cambio brusco

El contenido de esta página requiere una versión más reciente de Adobe Flash Player.

Obtener Adobe Flash Player

Una de las pruebas más importantes que se realizan a los sensores de la estación meteorológica, es como van a medir cuando se les somete a cambios bruscos de las condiciones ambientales. En este caso queríamos medir el incremento de tiempo necesario para valorar la eficacia del sensor en el caso de registrar una tormenta o un cambio en las condiciones de presión. Como en el caso mostrado anteriormente, originábamos en estático en la cámara MARTE una apertura de la válvula de guillotina que separa las cámaras CA y CP, cuando estas están sometidas a distintos valores de presión. En la cámara del polvo, utilizamos tres sensores de presión. Dos de tipo directo (capacitivo y piezoresistivo) y otro indirecto como el Pirani. En la cámara CP se observa un decaimiento de la presión, hasta la presión final estable en ambas cámaras. En 0,5s se establece el equilibrio. Por otra parte en la CA se produce la situación inversa. Se produce un aumento de presión hasta la presión base final, que lógicamente es la misma ya que ambas cámaras de vacío están conectadas por la válvula de guillotina. (NOTA: las diferencias de los valores de presión de los distintos sensores es debido a la diferencia de los rangos de medida y a la precisión de los mismos dentro de los limites superior e inferior).
Puesta en marcha del vacío

El contenido de esta página requiere una versión más reciente de Adobe Flash Player.

Obtener Adobe Flash Player

Al ponerse en marcha el sistema de vacío (bombas), comienza un proceso físico mediante el cual los gases que se encuentran en el interior de la cámara de vacío son extraídos a gran velocidad (depende del sistema de bombeo). En la cámara atmosférica hemos medido este proceso con el sensor Pirani para la presión y con el sensor THD para la temperatura ambiental y la humedad relativa. Tanto la presión como la humedad relativa bajan y se mantienen en un valor umbral, determinado por la presión mínima que puede alcanzar la bomba de vacío y por el valor de humedad relativo del aire a ese nivel de presión (siempre sin el proceso de horneo). Sin embargo la temperatura ambiental en el TDH baja bruscamente 10ºC y termina después de 15 minutos restableciéndose otra vez el equilibrio. Este fenómeno es muy importante, ya que es el que nos determina la velocidad de las partículas en el proceso de expansión que se produce en la cámara de vacío. A mayor bajada de la temperatura el proceso se más rápido.
Puesta en marcha del venteo

El contenido de esta página requiere una versión más reciente de Adobe Flash Player.

Obtener Adobe Flash Player

De modo totalmente opuesto a lo que sucede en la puesta en marcha del vacío, sucede con el venteo. La diferencia es que este se realiza a través de una válvula cuya sección se puede modificar y por tanto se modifica la conductancia, es decir el flujo de partículas. Con el sistema en estático a baja presión, en el momento en que se abre la válvula, comienza a entrar aire del exterior. Aire que es comprimido en el interior de MARTE y por tanto comienza a calentarse la atmósfera. Vemos como la presión sube hasta el valor de presión atmosférica y aumenta la humedad relativa del aire, hasta el valor que ese día tuviera el aire. En este caso la temperatura aumenta de distinta manera para cada sensor. Esto es debido a la posición geométrica de THD que se encuentra muy cerca de la válvula de venteo. Se observa como el PT6 y el Pt5 son los que sufren una mayor variación de temperatura ya que se encuentran muy cerca de la válvula de venteo. Como consecuencia de estos experimento es siempre aconsejable controlar tanto la velocidad de bombeo como la de venteo si no queremos causar incrementos de temperatura que pueden afectar a la instrumentación y a la propia válvula de venteo del sistema de vacío.
zona de descarga de documentación sobre simulación de viento
rga | tpd | ali | dhmr
bomba rotativa | bomba turbo | bomba de membrana | trampa meissner | cuadrupolo en rf | pirani | penning | capacitivo | piezoresistivo | fuente uv de Deuterio | fuente uv de Xenón | halógenos
control de presión | control de temperatura | control de humedad | balanza de cuarzo | cámara de polvo | cámara atmosférica |portamuestras | estructura | thd | criostato | válvulas de guillotina | valvulas de flujo | válvulas de codo | valvula de venteo | pasamuros eléctricos | pasamuros de gases y líquidos | pasamuros criogénico | pasamuros óptico
sistema generador de polvo
© Jesús Manuel Sobrado Vallecillo (www.txus.es)