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PROGRAMMA DI RICERCA 2005

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
Classificazione geografica
Bibliografia
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Parole Chiave
INCREMENTO CONVEZIONE; TRASPORTO DI CALORE E DI MASSA; SCAMBIATORI DI CALORE COMPATTI; DISSIPATORI DI CALORE; TERMOGRAFIA A INFRAROSSO; VELOCIMETRIA LASER; MODELLIZZAZIONE NUMERICA

Tecniche innovative per l'intensificazione della convezione forzata

Università degli Studi di Udine
Abstract
Il progetto di ricerca riguarda tecniche innovative per l'intensificazione della convezione forzata in scambiatori di calore compatti ed in dissipatori di calore. Queste tecniche comprendono l'uso ottimale di sistemi passivi, come canali ondulati, generatori di vortici, alette corrugate ed alette interrotte e la realizzazione di sistemi attivi azionati mediante MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems);

In molte situazioni d'interesse tecnico, il trasporto convettivo di calore ed il trasporto convettivo di massa avvengono simultaneamente. Esempi di questo tipo sono il recupero di calore sensibile e latente nelle caldaie e negli essiccatori, ed i processi di deumidificazione nel condizionamento dell'aria. Una conseguenza importante della condensazione del vapore acqueo è l'incremento dei carichi termici conduttivi sulle alette, con la conseguente diminuzione delle efficienze delle alette ben sotto i valori d'aletta "asciutta" (generalmente prossimi all'unità). In tali situazioni, l'assunzione semplificativa di condizioni al contorno di temperatura costante sulle pareti solide non è più valida ed i metodi tradizionali di progetto ed ottimizzazione, basati sulla ben nota analogia tra convezione di calore e di massa, non possono più essere utilizzati. Per colmare questa lacuna, qui viene proposta una serie ben coordinata di indagini sia sperimentali sia numeriche.

Il comportamento in regime transitorio è un altro aspetto del funzionamento degli >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Gianni COMINI Università degli Studi di UDINE
Obiettivo del Programma di Ricerca
La presente ricerca si propone di aiutare l'industria italiana a restare competitiva sul mercato degli scambiatori di calore compatti, sia del tipo a piastre alettate sia del tipo a batterie alettate. Di fatto gli scambiatori di calore compatti sono un prodotto maturo e l'industria italiana è obbligata a ridurre i costi ed a incrementare lo scambio termico per superare la concorrenza dei produttori asiatici. Gli utilizzatori sono particolarmente sensibili al rapporto prezzo/ prestazioni ed è chiaro che l'industria italiana deve competere soprattutto sul fronte delle prestazioni. Le nostre proposte di ricerca includono quindi una serie di studi su alette di grande efficienza capaci di incrementare considerevolmente lo scambio termico dal lato aria (punto debole tradizionale degli scambiatori di calore compatti).

L'intensificazione della convezione permette, innanzi tutto, di produrre scambiatori più compatti e quindi meno costosi. Inoltre essa permette di avere differenze di temperatura più ridotte in condensatori ed evaporatori, e quindi di compensare gli scadimenti delle prestazioni indotte dai nuovi fluidi frigorigeni e dai materiali compatibili con essi. In questo modo si può occupare quella nicchia molto significativa di mercato dove l'esigenza prioritaria è la sostituzione degli attuali fluidi frigorigeni con altri a più basso impatto ambientale. Infine il raggiungimento di alti coefficienti di convezione con velocità dell'aria relativamente basse >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Negli ultimi anni l'intensificazione della convezione forzata è stata indagata, sia sperimentalmente sia numericamente, negli scambiatori di calore compatti, dei tipi a piastre alettate ed a batterie alettate, e nei dissipatori di calore per l'industria elettronica. Gli studi svolti finira, tuttavia, hanno riguardato, essenzialmente, lo scambio termico sensibile in regime stazionario e l'impiego di sistemi passivi per l'intensificazione della convezione forzata. Gli sviluppi tecnologici più importanti, proposti in questa ricerca, riguarderanno l'impiego di
- scambiatori di calore compatti nel caso della convezione simultanea di calore e di massa,
- scambiatori di calore compatti in regime transitorio e
- sistemi attivi d'intensificazione della convezione forzata nei dissipatori di calore per l'industria elettronica.

La base di partenza scientifica è costituita dai numerosissimi contributi alla letteratura tecnica pubblicati in passato dai ricercatori del nostro gruppo, e dalla conoscenza della letteratura tecnica internazionale da essi acquisita nel corso delle loro ricerche. Le considerazioni esposte nel seguito e la nutrita bibliografia riportata nel Punto 2.2.a supportano queste affermazioni.

SCAMBIATORI DI CALORE COMPATTI
Gli scambiatori di calore compatti sono caratterizzati da un elevato rapporto tra superficie di scambio e volume (dell'ordine, almeno, di 700 metri quadrati per metro cubo). La disponibilità di >>>