A influência dos elementos da primeira série de transição nas propriedades eletrônicas de aglomerados de paládio: um estudo baseado na Teoria do Funcional de Densidade (TFD)

Na área da catálise, interações de moléculas pequenas como H2,N2,O2, CO, NO etc, com aglomerados metálicos, têm nas suas adsorções químicas etapa fundamental nas atividades catalíticas. O paládio está entre os metais mais empregados em catalisadores usados em muitos processos catalíticos heterogêneos. Neste presente trabalho foi realizada uma série de cálculos baseado na Teoria do Funcional de Densidade (TFD ou DFT) empregando o método BP86/LANL2DZ/6-311+G(d,p) para estudar a adsorção da molécula NO que foi utilizada como protótipo molecular para interagir sobre aglomerados de paládio puros e dopados com metais de transição da primeira série de transição (Pd3M e Pd9M). Neste contexto, o escopo deste trabalho foi: (i) obter informações a respeito das possíveis alterações estruturais e eletrônicas ocorridas em aglomerados de paládio quando dopados com metais da primeira série de transição (MT), (ii) estudar as alterações no comportamento do átomo de paládio, nos seus respectivos aglomerados puros, frente aos aglomerados dopados com metais de transição da primeira série,(iii) buscar possíveis padrões de influência dos MT nas propriedades de aglomerados de paládio (ex: energias dos orbitais de fronteira, transferências eletrônicas de doação e retrodoação, densidades de spin, hibridizações dos orbitais responsáveis pelas ligações com moléculas adsorventes etc). Após a realização dos cálculos baseados na DFT, os resultados mostram que, para o estudo sobre os aglomerados contendo quatro átomos, foi obtida correlação direta entre a carga adquirida pelo metal M dentro do aglomerado metálico e os orbitais moleculares de fronteira LUMO calculados para Pd3M. Esta correlação direta não se mantém quando o tamanho do aglomerado de paládio é aumento de quatro para dez átomos. A energia de adsorção apresentada pela molécula de NO apresenta boa correlação com a energia do LUMO, independentemente do número de átomos e da geometria do aglomerado e da natureza do metal dopante. A molécula de NO adsorve mais favoravelmente no modo Bridge, independentemente de qual metal está dopando o aglomerado de Pd9M. Entretanto, para o aglomerado de Pd3M, o modo de adsorção dependerá da natureza do metal dopante. A mudança na geometria e no número de átomos de paládio existentes no aglomerado provoca mudanças no modo e na energia de adsorção da molécula de NO adsorvente. Uma investigação mais aprofundada deve encontrar outras possíveis correlações entre propriedades dos metais da primeira série e aglomerados de paládio dopados com os mesmos

Exoneração e limitação do dever de indenizar: entre riscos e equilíbrio

A presente dissertação tem por objetivo analisar a cláusula de não indenizar, expressão utilizada como gênero do qual são espécies a cláusula que exonera e a que limita o dever de indenizar, à luz do ordenamento jurídico brasileiro. O estudo se justifica em virtude da cada vez mais frequente utilização deste ajuste para regular negócios jurídicos e por não existir um marco legislativo a respeito da matéria. A controvérsia inicial diz respeito à validade da convenção, que é resultado da ponderação do direito de autorregular suas relações e o princípio da reparação integral. Os seus principais requisitos de validade são a inexistência de dolo do agente causador do dano e a não violação a normas de ordem pública. A convenção pode incidir sobre a obrigação principal, salvo quando esta for personalíssima ou quando a indenização for a única forma de o credor obter o resultado equivalente à prestação Para ser eficaz, a convenção deve, ainda, guardar relação de equilíbrio e proporcionalidade entre os riscos assumidos e o benefício daquele que se submete ao risco de não ter ou ter parcialmente reparado os danos que lhe foi causado. O inadimplemento, absoluto ou relativo, é basicamente o risco contratual ao qual se submetem todos os contratantes e, nesse contexto, a cláusula de não indenizar tem como função alterar a distribuição dos riscos já fixados pelo legislador. A negociação dos riscos submete-se a alguns limites, destacando-se a possibilidade de os riscos serem previstos, o respeito aos princípios da boa-fé objetiva e do equilíbrio contratual, bem como a necessidade de ultrapassar o juízo de merecimento de tutela (meritevolezza). Nos contratos de adesão, a cláusula pode ser prevista, desde que a obrigação que atinge não seja personalíssima ou que tenha a indenização como única forma de o credor obter o equivalente a prestação. Já nas relações de consumo, é possível a limitação do dever de indenizar nos vícios de produtos e serviços, desde que o consumidor seja pessoa jurídica e a situação seja justificável, o que ocorre quando há negociação entre as partes, o consumidor é beneficiado com uma expressa vantagem e é assistido por consultor jurídico que lhe aponte os riscos inerentes àquela convenção.

Estudo de pressão de poros a partir de dados de poços no Terciário da Bacia de Campos

O trabalho aqui apresentado teve como objetivo, avaliar o método de Eaton (1975) aplicado ao cálculo de pressão de poros das formações rochosas em subsuperfície, utilizando dados de perfis de poços no que diz respeito a porosidade, tais como, o Tempo de Transito da onda compressional, Resistividade, Densidade e Neutrão. Posteriormente foi avaliado o resultado alcançado por esta técnica e confrontado com o dado obtido pelo registro de pressão real da formação, adquirido pela ferramenta de perfilagem MDT. Distribuídos em 6 poços perfurados na porção sul da Bacia de Campos, o intervalo cronoestratigráfico estudado está compreendido no período geológico Terciário, e os registros de pressão real da formação foram adquiridos nos reservatórios turbidíticos da Formação Carapebus (Eoceno). Apesar de existir um mecanismo causador de anomalia de pressão na bacia (Desequilíbrio de Compactação Difícil migração dos fluidos ao longo do tempo geológico) devido ao forte aporte sedimentar sustentado pelo soerguimento da Serra do Mar no Eoceno, os resultados encontrados não apontaram qualquer tipo de alteração nas respostas dos perfis utilizados, onde a referência foi a assinatura do perfil sônico em um trend normal de compactação compreendido por rochas argilosas dentro do intervalo cronoestratigráfico estudado. O presente trabalho atesta que a boa calibração do trend de ompactação normal em rochas argilosas, juntamente com a similaridade entre o resultado obtido pelo cálculo da pressão de poros a partir do perfil sônico, e os valores reais registrados diretamente na formação, pela ferramenta de registro de pressões (MDT), comprovam a aplicabilidade do método de Eaton (1975) para o cálculo de geopressões a partir de um conjunto básico de perfis de poços tais como: Raios Gama, Resistividade, Velocidade Acústica, Densidade e Neutrão

Ecologia e paleoecologia de foraminíferos do holoceno na Baia de Guanabara, RJ

Este estudo teve como objetivo contribuir com as informações ecológicas e paleoecológicas geradas para a Baía de Guanabara com base na distribuição das assembléias de foraminíferos bentônicos. Para tal foram coletadas 30 amostras de sedimento superficial, ao longo de três perfis distribuídos pela baía e um testemunho (BG28) de 6 m de comprimento retirado próximo a Ilha do Governador. Nas amostras superficiais foram identificados 30 gêneros e 52 espécies das quais as espécies mais constantes foram Amonia tepida e Bolivina translucens que apresentaram a maior constância. Espécies de habitat de plataforma foram identificadas em diversas estações indicando uma boa eficiência no transporte das correntes de fundo para dentro da baía. Das estações superficiais analisadas, 10 localizadas ao redor da Ilha do Governador não continham testas de foraminíferos, possivelmente como resultado da acidificação do sedimento causado pelo derrame de óleo ocorrido em 2000. O índice de confinamento associado às análises de agrupamento e ao DCA indicaram a presença de três setores ambientais influenciadas por COT e granulometria. O primeiro setor entre Copacabana-Itatipú e Aeroporto Santos Dumont Ilha de Boa Viagem foi o ambiente marinho, o segundo setor entre o Aeroporto Santos Dumont - Ilha de Boa Viagem e Ilha do Governador Ilha de Paquetá Litoral de São Gonçalo pode se classificado como um ambiente de estuário inferior ou baía com grande influência marinha e o terceiro setor entre a Ilha do Governador Ilha de Paquetá Litoral de São Gonçalo e fundo da baía como o ambiente mais confinado. No testemunho foram feitas 7 datações indicando uma idade de aproximadamente 5180 40 anos BP. As datações também mostraram que nos últimos anos a taxa de sedimentação aumentou muito podendo estar relacionada com o período de colonização européia. Foram encontradas 18 gêneros e 30 espécies de foraminíferos das quais a espécie mais constante foi a Ammonia tepida seguida pela Buliminella elegantissima. O padrão de distribuição dessas espécies ocorreu com a maior abundância de B. elegantissima nas porções mais inferiores do testemunho e uma abundância maior de A. tepida nas porções mais superiores. Os índices de confinamento junto com as análises de agrupamento e com as curvas de isótopos mostraram que houve poucas oscilações no aporte de água marinha naquela região. As análises dos isótopos de C13 e C14 e O16 e O18 não seguiram um padrão inverso comum em outros estudos, possivelmente influenciado pela proximidade da costa. As análises de agrupamentos indicaram que nos últimos 5180 anos BP a baía não sofreu grandes variações ambientais, ou seja, a região oeste da baía mesmo apresentando alterações ao longo dos anos não foi suficiente para modificar as características de confinamento. As análises nos padrões de distribuição das assembléias de foraminíferos demonstraram ser eficientes ferramentas na caracterização ambiental e paleoambiental da Baía de Guanabara.

A política brasileira de expansão cultural no Estado Novo (1937-45)

A presente dissertação se propõe a analisar a política brasileira de propaganda e difusão cultural entre os anos de 1937 e 1945, isto é, durante o regime autoritário do Estado Novo. Como objetos de estudo, elegemos as atividades do Departamento de Imprensa e Propaganda e da Divisão de Cooperação Intelectual do Itamaraty, com ênfase no uso dos principais veículos de comunicação da época. De modo complementar, abordamos a influência da Política de Boa Vizinhança nas Américas e as viagens ao estrangeiro de artistas e intelectuais nacionais. Nosso objetivo é provar que, nesse período, o Brasil desenvolveu uma política sistemática de promoção da cultura nacional, visando exportar a imagem de um país em ascensão imagem, essa, correspondente às aspirações brasileiras de desenvolvimento e afirmação junto às grandes nações do mundo.

Análise tensão deformação de uma barragem de concreto em solo residual preponderantemente anisotrópico.

Estudos de fundações de obras de arte, como barragens de concreto-gravidade e barragens de terra, devem contemplar todos os esforços atuantes no maciço de fundação, principalmente as tensões e as deformações esperadas durante todo o processo construtivo e no período pós-construtivo. Quando essas estruturas são apoiadas sobre rochas de boa sanidade, a escolha do barramento geralmente favorece a implantação de barragens de concreto. Entretanto, quando os maciços de fundação são formados por solos, a opção técnica geralmente mais bem aceita é quanto à utilização de barragens de terra. Em ambos os casos, as análises de estabilidade e de deformação são desenvolvidas por métodos analíticos bem consolidados na prática. Nas condições mais adversas de fundação, seja em rochas ou em solos com marcante anisotropia e estruturas reliquiares herdadas da rocha-mãe, a utilização de modelos constitutivos anisotrópicos em análises por elementos finitos propicia simulações mais realistas dessas feições estruturais, contribuindo para o seu melhor conhecimento. O presente trabalho teve por objetivo demonstrar a utilização de um modelo constitutivo anisotrópico no estudo da fundação da Barragem San Juan, localizada na República Dominicana, que foi concebida como uma estrutura tipo concreto-gravidade apoiada sobre solos residuais jovens altamente anisotrópicos. Nessa obra, apesar de sua pequena altura, a presença marcante de descontinuidades ensejou um estudo mais detalhado do comportamento tensão-deformação da fundação, levando em conta o levantamento detalhado da atitude das descontinuidades presentes no maciço e os resultados de ensaios de resistência em planos paralelos e normais às descontinuidades. Para a estimativa de deformações, os respectivos módulos de Young (Es) foram estimados com base em correlações com a resistência à penetração SPT desenvolvidas nesta dissertação, a partir de um estudo estatístico baseado em várias publicações disponíveis na literatura. As análises numéricas por elementos finitos foram desenvolvidas através do programa Plaxis 2D, utilizando-se como modelo constitutivo aquele denominado The Jointed Rock Model, que é particularmente recomendado para análises de estabilidade e deformação de materiais anisotrópicos. Os resultados das análises numéricas foram comparados com as análises de equilíbrio limite elaboradas para o projeto executivo da referida barragem, pelo programa Slope, utilizando o método rigoroso de Morgenstern e Price, que se mostrou conservador. Os resultados das análises numéricas mostraram sua inequívoca versatilidade para a escolha de opções de reforço da fundação, através de dentes que objetivavam o aumento das condições de estabilidade da barragem.

Homens idosos em programas de esporte e lazer

O cotidiano dos projetos sociais sobre esporte e lazer revela grupos de participantes que se identificam com as atividades lá desenvolvidas. Por outro lado, há pessoas avessas às atividades dos projetos, porque normalmente alguma característica as deixa desconfortáveis. Considerando essa realidade, o estudo procurou identificar os fatores que interferem na participação de homens idosos em programas de esporte e lazer. O estudo foi aplicado no bairro de Piedade, zona norte da cidade do Rio de Janeiro, onde foram entrevistados 10 idosos que residem próximo do projeto SUDERJ em FORMA. Para a coleta, processamento e apresentação dos dados utilizamos a abordagem radical das representações sociais proposta por Votre (2009), a partir do Discurso do Sujeito Coletivo (DSC) de Lefebvre et al (2007). O modelo de análise delineado valoriza tanto as pessoas individuais, em suas falas singulares, quanto a reunião dessas pessoas, que falam como grupo sobre tópicos que lhes são relevantes. Os resultados obtidos apontam que os fatores que contribuem para a ausência dos homens idosos nas atividades desenvolvidas pelo projeto são: a figura do professor e o método por ele aplicado; receio, vergonha e discriminação, em participar com mulheres e jovens; gosto por outras práticas não oferecidas pelo projeto. Embora toda a boa premissa relacionada aos benefícios da participação dos idosos em programas de esporte e lazer e perante a garantia de acesso a estes programas, no estudo ficou constatado que tais condições não são suficientes para atingir o público masculino de idosos. Consideramos que no processo de criação de novas estratégias e propostas de intervenção, é de extrema importância que ocorra um planejamento cuidadoso que identifique as dificuldades sociais e individuais que reduzam ou impeçam a participação do sujeito idoso nas atividades propostas. Concluímos, também, que reforçar os benefícios da prática da atividade física, oferecer atividades de lazer não ligadas à prática esportiva, oferecer atividades adaptadas e atividades exclusivas para os homens, são alternativas viáveis para atrair o homem idoso para o projeto.

"Não chore, pesquise!": Reflexões sobre sexo, gênero e ciência a partir do neurofeminismo.

Neste trabalho refletimos acerca das relações entre sexo, gênero, ciência e feminismo, a partir da análise da produção contemporânea de um grupo de pesquisadoras que se denominam como neurofeministas e que, desde 2010, se articulam em uma rede internacional chamada NeuroGenderings. O objetivo da NeuroGenderings é trazer uma perspectiva feminista crítica aos estudos recentes sobre o cérebro, sobretudo aqueles que buscam por diferenças entre homens e mulheres. As neurofeministas estão engajadas em produzir uma neurociência situada, assumidamente feminista, que não deixe de lado a materialidade dos corpos e especialmente do cérebro , ao mesmo tempo em que se preocupam politicamente com as hierarquias de gênero. Procuram, portanto, produzir uma neurociência empírica, capaz de produzir o que chamam de zonas de proximidade entre moléculas e paisagens políticas. Além disso, pretendem combater o neurossexismo, isto é, estereótipos em relação à masculinidade e feminilidade que estariam presentes em grande parte da produção neurocientífica, bem como em sua divulgação para o público mais amplo. Assim, mapeamos a rede NeuroGenderings a partir de duas estratégias metodológicas: a leitura e análise da produção bibliográfica das neurofeministas (tanto as publicações oficiais da rede, como publicações individuais das pesquisadoras) e a observação da reunião e conferência mais recente da NeuroGenderings, que ocorreu na cidade de Lausanne, na Suíça, em 2014. O neurofeminismo nos oferece relevante material analítico para refletirmos acerca dos ideais de cientificidade em disputa na ideia de uma neurociência feminista, levando em conta a crença de que ciência e política pertenceriam a esferas separadas e imiscíveis, e que neutralidade seria característica obrigatória à boa prática científica. Além disso, notamos aproximações entre o trabalho das neurofeministas e os trabalhos de um importante grupo de estudiosas do campo da ciência e gênero, chamadas de feministas biólogas. As feministas biólogas inspiram a produção neurocientífica, principalmente no que diz respeito à perspectiva antidualista, que rejeita a oposição entre sexo e gênero, natureza e cultura, encarando-os como entrelaçados e inseparáveis. Entretanto, embora o entrelaçamento entre sexo e gênero seja consenso entre as neurofeministas, não há acordos sobre a forma como esse entrelaçamento deve ser pensado em termos neurocientíficos. Assim, a discussão em torno do conceito de plasticidade cerebral evidencia alguns desses dissensos, bem como tensões entre ciências humanas e neurociência dentro da NeuroGenderings, rede marcada pela interdisciplinaridade. Essas tensões, porém, não inviabilizam o projeto neurofeminista de pensar o cérebro como um objeto compartilhado de conhecimento.

Avaliação da Ingestão Alimentar de Idosos em Hemodiálise.

O número de pacientes idosos iniciando tratamento dialítico aumentou de maneira importante nas últimas duas décadas. Por esse motivo, é importante conhecer sobre aspectos nutricionais desse segmento de pacientes. Poucos trabalhos até o momento investigaram a ingestão alimentar de pacientes idosos em hemodiálise (HD) com foco na qualidade da dieta. Dessa forma, o objetivo deste estudo é investigar o padrão alimentar de idosos em HD, verificar se o dia de tratamento dialítico pode alterar o padrão alimentar, avaliar se o padrão alimentar se associa com marcadores do estado nutricional e averiguar se o padrão alimentar de pacientes idosos em HD difere do de idosos sem doença renal crônica (DRC). Métodos: Este trabalho tem desenho observacional e transversal. Foram avaliados 153 pacientes idosos (> 60 anos) em tratamento crônico de HD (Grupo Estudo: 70,8 7,2 anos) e 47 idosos sem DRC (Grupo Controle: 73,2 7,9 anos). A avaliação do estado nutricional, no Grupo Estudo, foi feita por medidas antropométricas, impedância bioelétrica, força de preensão manual, albumina sérica e avaliação subjetiva global de 7 pontos. O consumo alimentar foi avaliado a partir do registro alimentar de 3 dias, sendo 1 dia do final de semana sem diálise (FS), 1 dia da semana com diálise (HD) e 1 dia da semana sem diálise (SHD) para o Grupo Estudo; e 1 dia do final de semana (FS) e um dia da semana (dia 1) para o Grupo Controle. O padrão alimentar foi avaliado pelo índice de qualidade da dieta revisado (IQD-R), com 12 componentes e pontuação máxima de 100 pontos, indicando melhor qualidade da dieta. Para avaliar o consumo de alimentos ultraprocessados, os alimentos foram categorizados em três grupos (in natura, ingredientes de adição e ultraprocessados). Resultados: Não houve diferença estatística na pontuação total do IQD-R entre os três dias avaliados no Grupo Estudo. No entanto, observou-se diferença quando avaliado os componentes do IQD-R. Notou-se menor consumo de frutas integrais (2,66 0,18 vs. 3,28 0,18 pontos), vegetais verde-escuros e alaranjados (2,99 0,19 vs. 3,55 0,16 pontos) no dia HD comparado ao dia SHD, respectivamente. Quanto ao consumo de alimentos ultraprocessados, apenas no dia HD a contribuição energética desse grupo alimentar (41,6 17,6%) foi similar à de alimentos in natura (41,7 15,9%), enquanto nos dias FS e SHD a contribuição de alimentos in natura foi maior. Não foram observadas associações clinicamente significantes entre a pontuação total do IQD-R e parâmetros nutricionais no Grupo Estudo. Ao comparar o Grupo Estudo com o Grupo Controle, notou-se que a pontuação total do IQD-R foi menor no Grupo Estudo em todos os três dias avaliados e as maiores diferenças foram encontradas no dia HD. O mesmo se repete quanto à contribuição energética dos alimentos ultraprocessados, que foi maior no dia HD (41,6 17,6%) quando comparado ao dia 1 do Grupo Controle (33,4 15,9%). Essa diferença não foi observada quando o dia 1 do Grupo Controle foi comparado ao dia SHD. Conclusão: Pacientes idosos em HD apresentam pior padrão alimentar no dia HD e pior do que de idosos sem DRC. Fica clara a importância de rever as orientações alimentares voltadas a esse grupo de pacientes, de forma a favorecer um padrão alimentar compatível com uma boa saúde.

Peixes demersais: águas marinhas

This paper deals with demersal fish. The authors described the characteristics of species composition, biology, distribution of catches by area and depth. They also provided the biomass of two main fishing areas: Boa Paz and Sofala Banks.

Relatório do cruzeiro realizado no Banco de Sofala pelo navio Pantikapey em Julho-Agosto de [1981]: peixes demersais

Thanks to an agreement between the Institute of Fisheries Research of Mozambique and the Soviet part Azcherniro and Ingribpomrazvedka, surveys in the waters of Mozambique were conducted from June to August 1981 on the ship Pantikapei. The survey made along the Sofala Bank and Boa Paz (16°00-21°00'S) was at a depths of 11 and 90 meters. Demersal and pelagic fisheries experiments were conducted using acoustic devices. This paper described the results obtained on demersal fishery resources.

A preliminary assessment of the scad and mackerel stocks at Sofala Bank, Mozambique

Scads (Decapterus russellii, D. macrosoma, Selar crumenophthalmus), Indian mackerel (Rastrelliger kanagurta) and horse mackerel (Trachurus trachurus) are the main pelagic species caught in a bottom trawl fishery at Sofala Bank and at Boa Paz. Information on catch and effort is presented together with available data on distribution, spawning, size at first maturity, growth, mortality and biomass of the species. As the present catch and fishing mortality are low compared to the estimates of biomass and total mortality it is concluded that the fishery may be expanded further in the future.

Modeling study on the flow, heat transfer and energy conversion characteristics of low-power arc-heated hydrogen/nitrogen thrusters

A modeling study is conducted to investigate the effect of hydrogen content in propellants on the plasma flow, heat transfer and energy conversion characteristics of low-power (kW class) arc-heated hydrogen/nitrogen thrusters (arcjets). 1:0 (pure hydrogen), 3:1 (to simulate decomposed ammonia), 2:1 (to simulate decomposed hydrazine) and 0:1 (pure nitrogen) hydrogen/nitrogen mixtures are chosen as the propellants. Both the gas flow region inside the thruster nozzle and the anode-nozzle wall are included in the computational domain in order to better treat the conjugate heat transfer between the gas flow region and the solid wall region. The axial variations of the enthalpy flux, kinetic energy flux, directed kinetic-energy flux, and momentum flux, all normalized to the mass flow rate of the propellant, are used to investigate the energy conversion process inside the thruster nozzle. The modeling results show that the values of the arc voltage, the gas axial-velocity at the thruster exit, and the specific impulse of the arcjet thruster all increase with increasing hydrogen content in the propellant, but the gas temperature at the nitrogen thruster exit is significantly higher than that for other three propellants. The flow, heat transfer, and energy conversion processes taking place in the thruster nozzle have some common features for all the four propellants. The propellant is heated mainly in the near-cathode and constrictor region, accompanied with a rapid increase of the enthalpy flux, and after achieving its maximum value, the enthalpy flux decreases appreciably due to the conversion of gas internal energy into its kinetic energy in the divergent segment of the thruster nozzle. The kinetic energy flux, directed kinetic energy flux and momentum flux also increase at first due to the arc heating and the thermodynamic expansion, assume their maximum inside the nozzle and then decrease gradually as the propellant flows toward the thruster exit. It is found that a large energy loss (31-52%) occurs in the thruster nozzle due to the heat transfer to the nozzle wall and too long nozzle is not necessary. Modeling results for the NASA 1-kW class arcjet thruster with hydrogen or decomposed hydrazine as the propellant are found to compare favorably with available experimental data.

Modeling study to compare the flow and heat transfer characteristics of low-power hydrogen, nitrogen and argon arc-heated thrusters

A modelling study is performed to compare the plasma °ow and heat transfer char- acteristics of low-power arc-heated thrusters (arcjets) for three di®erent propellants: hydrogen, nitrogen and argon. The all-speed SIMPLE algorithm is employed to solve the governing equa- tions, which take into account the e®ects of compressibility, Lorentz force and Joule heating, as well as the temperature- and pressure-dependence of the gas properties. The temperature, veloc- ity and Mach number distributions calculated within the thruster nozzle obtained with di®erent propellant gases are compared for the same thruster structure, dimensions, inlet-gas stagnant pressure and arc currents. The temperature distributions in the solid region of the anode-nozzle wall are also given. It is found that the °ow and energy conversion processes in the thruster nozzle show many similar features for all three propellants. For example, the propellant is heated mainly in the near-cathode and constrictor region, with the highest plasma temperature appear- ing near the cathode tip; the °ow transition from the subsonic to supersonic regime occurs within the constrictor region; the highest axial velocity appears inside the nozzle; and most of the input propellant °ows towards the thruster exit through the cooler gas region near the anode-nozzle wall. However, since the properties of hydrogen, nitrogen and argon, especially their molecular weights, speci¯c enthalpies and thermal conductivities, are di®erent, there are appreciable di®er- ences in arcjet performance. For example, compared to the other two propellants, the hydrogen arcjet thruster shows a higher plasma temperature in the arc region, and higher axial velocity but lower temperature at the thruster exit. Correspondingly, the hydrogen arcjet thruster has the highest speci¯c impulse and arc voltage for the same inlet stagnant pressure and arc current. The predictions of the modelling are compared favourably with available experimental results.

Numerical Simulation of a Low-power Hydrazine Arcjet Thruster

A modeling study is conducted to investigate the plasma flow and heat transfer characteristics of low-power (kW class) arc-heated thrusters (arcjets) with 2:1 hydrogen/nitrogen to simulate decomposed hydrazine as the propellant. The all-speed SIMPLE algorithm is employed to solve the governing equations, which take into account the effects of compressibility, the Lorentz force and Joule heating, as well as the temperature- and pressure-dependence of the gas properties. Typical computed results about the temperature, velocity and Mach number distributions within arcjet thruster are presented for the case with arc current of 9 A and inlet stagnant pressure of 3.3×105 Pa to show the flow and heat transfer characteristics. It is found that the propellant is heated mainly in the near-cathode and constrictor region, with the highest plasma temperature appearing near the cathode tip, and the flow transition from the subsonic to supersonic regime occurs within the constrictor region. The effect of gas viscosity on the plasma flow within arcjet thruster is examined by an additional numerical test using artificially reduced values of gas viscosity. The test results show that the gas viscosity appreciably affects the plasma flow and the performance of the arcjet thruster for the cases with the hydrazine or hydrogen as the propellant. The integrated axial Lorentz force in the thruster nozzle is also calculated and compared with the thrust force of the arcjet thruster. It is found that the integrated axial Lorentz force is much smaller than the thrust force for the low-power arcjet thruster. Modeling results for the NASA 1-kW class arcjet thruster with simulated hydrazine as the propellant are found to be reasonably consistent with available experimental data.