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UNITA' DI RICERCA
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Bibliografia
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Programma di ricerca
Tecniche innovative per l'intensificazione della convezione forzataUniversità di riferimento
Università degli Studi di UDINE - ENERGETICA E MACCHINE - ()Responsabile dell'Unità di ricerca
Gianni CominiDescrizione
Il programma si fonda sul gran numero di contributi alla letteratura tecnica internazionale da noi pubblicati in passato (si veda il Punto 12), e sulla già acquisita conoscenza della letteratura tecnica internazionale.I principali obiettivi della ricerca proposta sono:
- validare la nostra procedura numerica di valutazione dell'efficienza di alette, operanti in condizioni di deumificazione, attraverso un confronto con i dati sperimentali più accreditati disponibili nella letteratura internazionale;
- dimostrare come il nostro modello numerico possa essere utilizzato nella progettazione delle batterie alettate.
Inoltre, useremo le conoscenze acquisite per:
- ottimizzare la configurazione geometrica dei dissipatori di calore tradizionali per l'industria elettronica di potenza;
- colmare il vuoto informativo riguardante la progettazione di riscaldatori ad aria costituiti da banchi di resistenze elettriche a filo avvolte a spirale;
- formulare un modello innovativo del comportamento termico di microdissipatori di calore per microprocessori.
Infine ci occuperemo di due problemi di modellizzazione numerica che riguardano, rispettivamente:
- l'influenza, sulle prestazioni termiche, della non uniformità di temperatura alla base di alette utilizzate nelle batterie alettate per il condizionamento dell'aria;
- l'identificazione di opportune condizioni al contorno spazialmente periodiche per modellare conduzione e convezione accoppiate nei canali di raffreddamento che utilizzino alette a spillo.
Il programma di ricerca ha durata biennale e, di conseguenza, è diviso in due periodi annuali. Si attendono sinergie tra l'unità di Udine e le altre unità come descritto nel seguito:
- il trasporto simultaneo di calore e di massa negli scambiatori di calore compatti sarà studiato anche dalle unità di Bologna, Milano e Parma;
- l'utilizzo delle alette a spillo per l'industria elettronica sarà studiato anche dall'unità di Ancona.
Per acquisire risultati utili ai fini della progettazione, le altre unità impiegheranno principalmente metodologie sperimentali, mentre la nostra unità impiegherà principalmente metodologie numeriche. Nel primo anno ci focalizzeremo sui problemi di modellizzazione e sulla formulazione dei modelli numerici, mentre nel secondo anno ci concentreremo su applicazioni industriali sia tradizionali sia innovative.
PROGRAMMA DEL PRIMO ANNO
SCAMBIATORI DI CALORE COMPATTI - Valideremo la nostra procedura numerica per la valutazione dell'efficienza di alette, operanti in condizioni di deumidificazione, attraverso un confronto con i dati sperimentali più accreditati disponibili nella letteratura internazionale. Per la validazione, confronteremo i nostri risultati numerici con i più accreditati risultati sperimentali concernenti alette rettangolari piane ed ondulate operanti in condizioni di deumidificazione.
DISSIPATORI DI CALORE PER L'INDUSTRIA ELETTRONICA - Studieremo la convezione forzata nelle regioni di pieno sviluppo fluidodinamico e termico nei canali di raffreddamento con schiere di alette a spillo, in nichel e rame, aventi sezione circolare, quadrata ed ellittica. Sulle base delle prestazioni globali, fluidodinamiche e termiche, identificheremo la miglior combinazione di forma e materiale.
RISCALDATORI ELETTRICI AD ARIA - Correleremo i dati sperimentali e numerici da noi acquisiti, che riguardano le resistenze elettriche a filo avvolte a spirale, in termini di numero di Nusselt in funzione del numero di Reynolds nell'intervallo di velocità dell'aria di interesse industriale. La correlazione sarà immediatamente utilizzata per la progettazione di macchine asciuga biancheria a tamburo.
PROBLEMI DI MODELLIZZAZIONE NUMERICA - Nel settore degli scambiatori di calore compatti studieremo l'influenza, sulle prestazioni termiche, della non uniformità di temperatura alla base di alette utilizzate nelle batterie alettate per il condizionamento dell'aria. Nel settore dei dissipatori di calore identificheremo opportune condizioni al contorno spazialmente periodiche per modellare conduzione e convezione accoppiate nei canali di raffreddamento che utilizzino alette a spillo.
PROGRAMMA DEL SECONDO ANNO
SCAMBIATORI DI CALORE COMPATTI - Studieremo le prestazioni termiche, a diversi numeri di Reynolds, di batterie alettate a due ranghi, con tubi sia allineati sia sfalsati. L'obiettivo sarà quello di dimostrare la grande importanza del rapporto tra carico termico latente e carico termico totale nella progettazione degli scambiatori di calore compatti operanti in condizioni di deumidificazione.
Cercheremo, inoltre, di modificare un codice commerciale per metterlo in grado di studiare le prestazioni termiche, a diversi numeri di Reynolds, di batterie alettate a più ranghi operanti in condizioni di deumidificazione.
DISSIPATORI DI CALORE PER L'INDUSTRIA ELETTRONICA - Formuleremo un modello numerico innovativo del comportamento termico di microdissipatori di calore per microprocessori, utilizzando le condizioni al contorno spazialmente periodiche per problemi di conduzione e convezione accoppiati.
