Velocimetria de Escoamentos Rarefeitos: Determinação da velocidade jatos livres subsônicos e supersônicos em uma câmara expansão pelo método schlieren

Escoamentos de alta velocidade, como os supersônicos e hipersônicos, são cruciais para tecnologias aeroespaciais e a validação de códigos de dinâmica de fluidos. Este trabalho caracteriza as velocidades de escoamentos gerados por uma câmara de expansão utilizando três técnicas: uma intrusiva, o Detector por Ionização Rápida, e duas ópticas, schlieren e um método modificado do schlieren combinado com absorção molecular de iodo. O Detector por Ionização Rápida permitiu estudar escoamentos em pressões de 10^-6 mbar e velocidades de 21 a 726 m/s. Usando o método das características, foram obtidos escoamentos com temperaturas mínimas de 29 K e números de Mach até 12. A velocimetria schlieren possibilitou visualizar escoamentos em vácuos de até 200 mbar, com velocidades de 5,2 a 66,5 m/s, temperaturas de 297,6 a 300 K e número de Mach máximo de 0,2.O método schlieren modificado permitiu visualizar escoamentos em pressões de até 15 mbar, uma ordem de grandeza inferior ao método convencional, com velocidades de 92 a 190 m/s, temperaturas de 280,1 a 295,3 K e número de Mach máximo de 0,6.