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Archivio digitale delle tesi discusse presso l’Università di Pisa

Tesi etd-05232018-130608


Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
SARRITZU, ALBERTO
URN
etd-05232018-130608
Titolo
Mass flow rate measurement and control for a space propulsion Iodine feeding system
Dipartimento
INGEGNERIA CIVILE E INDUSTRIALE
Corso di studi
INGEGNERIA AEROSPAZIALE
Relatori
relatore Paganucci, Fabrizio
Parole chiave
  • space propulsion
  • electric propulsion
  • laser mass flow meter
  • Feeding system
  • Hall effect thrusters
  • mass flow rate measurement
  • Iodine
Data inizio appello
19/06/2018
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
19/06/2088
Riassunto
[ENG]
The continuous increase in market demands for innovative and cheaper propulsion systems has led researchers to investigate for new solutions, from which the adaptation of existent technologies with more efficient modifications. In this perspective, the exploitation of new propellants for space propulsion electric devices, in particular Hall effect thrusters, is currently under evaluation around various research centres.
The thesis work deals with the results of an ongoing activity focused on further development of an existing prototype of an iodine feeding system for space propulsion.
The project background in which the activity has developed is described in Chapter 2 along with a general description of iodine advantages as alternative propellant, the problematics generated by its use and the solutions proposed by the team.
The prototype geometry is then described in Chapter 3 as well as the development process which led to the final configuration. Components are illustrated outlining the operation principles and theoretical models and simulations, exploited to predict the assembly behaviour, are reported. Particular emphasis is dedicated on predicted thermal performances which play a primary role during operations.
Mass flow rate measurement and control strategies are illustrated besides the proposal of an innovative mass flow meter based on optical techniques in Chapter 4. Experiments aimed at understanding the feasibility of the device utilization for the project scopes are described and commented, together with the consequent exploitation scenarios opened by the results.
In the end, Chapter 5 describes the experimental activity. Test procedures are illustrated in conjunction with experiments set-up for current and future test campaigns. Preliminary results and studies are reported and commented.

[ITA]
L'interesse continuo del mercato nella ricerca di nuovi e meno costosi sistemi propulsivi ad uso spaziale ha portato i ricercatori a studiare nuove soluzioni, tra cui l'adattamento di tecnologie esistenti con nuove e più efficaci modifiche. In questa prospettiva, lo studio di nuovi propellenti per la propulsione spaziale elettrica, in particolare per i motori a effetto Hall, è correntemente in via di sviluppo in vari centri di ricerca in tutto il mondo.
Il lavoro di tesi tratta i risultati di una attivit\'a tuttora in corso di svolgimento finalizzata allo sviluppo di un prototipo esistente di un sistema di alimentazione per propulsione spaziale alimentato a iodio.
Dopo una breve introduzione, nel Capitolo 2 viene illustrato il progetto da cui l'attività nasce, seguito da una descrizione dello iodio come propellente alternativo coi relativi vantaggi e soluzioni proposte ai problemi eventuali derivanti da un suo utilizzo.
Nel Capitolo 3 viene illustrata la geometria del prototipo insieme al processo di sviluppo che ha portato alla configurazione finale del sistema. I componenti sono descritti nello spiegare il funzionamento dell'assemblato e i modelli teorici. Sono inoltre descritte le simulazioni svolte, con particolare enfasi al comportamento termico del sistema che svolge un ruolo cruciale per il corretto funzionamento.
Nel Capitolo 4 sono illustrate le strategie proposte per misurare la portata del sistema, insieme alla proposta e processo di sviluppo di un innovativo sistema di misurazione di portata massica basato su tecniche ottiche. Gli esperimenti dedicati allo studio di questo apparecchio e alla sua applicabilità al sistema in studio sono descritti, e i risultati commentati.
Infine il Capitolo 5 descrive le attività sperimentali svolte. Le procedure sono descritte in dettaglio insieme al set-up degli esperimenti per prove ancora in atto e future. I risultati preliminari, derivanti dagli studi finora svolti, sono riportati e commentati.
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