Guida alla lettura
4.3.1 Flusso Termico
Diametro del Tubo Interno 𝟐 𝐦𝐦
Vengono rappresentati in Figura 47 i coefficienti di scambio termico della nano – emulsione per un tubo liscio di diametro 2 mm, il parametro tenuto costante è il numero di Reynolds: non ci si aspetta dunque alcuna variazione del coefficiente di scambio termico dovuta alle condizioni di moto.
Il flusso termico, la variabile di controllo, appare parametrica nel grafico a fianco ed influenza la lunghezza dell’asse delle ascisse come presentato nel paragrafo precedente secondo la legge:
L = cpeff∙900
4q̅ (Tmelt− Tin)
la lunghezza massima di sezione sperimentale necessaria per la completa fusione del PCM è ottenuta con il flusso termico minore e corrisponde a 371.21 Deq.
Il coefficiente di scambio termico α cala all’aumentare del flusso termico specifico imposto; questo è dovuto al fatto che, ad un maggiore flusso termico consegue una maggiore fusione del PCM all’interno dell’emulsione a parità di distanza dall’inizio della zona riscaldata. Con l’ipotesi di tubi orizzontali, l’abbondante fase liquida appena creatasi, per azione della gravità, si porterà nella parte superiore del tubo costituendo una sorta di film di PCM liquido intorno ad esso: poiché il regime di deflusso è laminare, la velocità di deflusso non è sufficiente a contrastare la forza di gravità che risulta la variabile governante del processo. Questo fenomeno provoca un incremento della resistenza termica parete – fluido che comporta un aumento della temperatura di parete e conseguente calo del coefficiente di scambio termico.
La temperatura di parete è diretta conseguenza del coefficiente di scambio termico, come riportato in Figura 48 in cui è possibile notare come con flussi termici minori si abbiano temperature di parete contenute, mentre con flussi termici maggiori i valori di temperatura raggiunti dalla parete diventino molto elevati.
Figura 47 Coefficiente di Scambio Termico 𝛼
Diametro del Tubo Interno 𝟑 𝐦𝐦
Vengono rappresentati in Figura 49 i coefficienti di scambio termico della nano – emulsione per un tubo liscio di diametro 3 mm, il parametro tenuto costante è il numero di Reynolds: non ci si aspetta dunque alcuna variazione del coefficiente di scambio termico dovuta alle condizioni di moto.
Il flusso termico, la variabile di controllo, appare parametrica nel grafico a fianco ed influenza la lunghezza dell’asse delle ascisse come presentato nel paragrafo precedente secondo la legge:
L = cpeff∙900
4q̅ (Tmelt− Tin)
la lunghezza massima di sezione sperimentale necessaria per la completa fusione del PCM è ottenuta con il flusso termico minore e corrisponde a 202 Deq.
Il coefficiente di scambio termico α cala all’aumentare del flusso termico specifico imposto; questo è dovuto al fatto che, ad un maggiore flusso termico consegue una maggiore fusione del PCM all’interno dell’emulsione a parità di distanza dall’inizio della zona riscaldata. Con l’ipotesi di tubi orizzontali, l’abbondante fase liquida appena creatasi, per azione della gravità, si porterà nella parte superiore del tubo costituendo una sorta di film di PCM liquido intorno ad esso: poiché il regime di deflusso è laminare, la velocità di deflusso non è sufficiente a contrastare la forza di gravità che risulta la variabile governante del processo. Questo fenomeno provoca un incremento della resistenza termica parete – fluido che comporta un aumento della temperatura di parete e conseguente calo del coefficiente di scambio termico.
La temperatura di parete è diretta conseguenza del coefficiente di scambio termico, come riportato in Figura 50 in cui è possibile notare come con flussi termici minori si abbiano temperature di parete contenute, mentre con flussi termici maggiori i valori di temperatura raggiunti dalla parete diventino molto elevati.
La temperatura di parete eccessivamente elevata (> 90℃) eccede il valore massimo raccomandato dalla casa produttrice della paraffina provocando la degradazione del materiale a cambiamento di fase e la non affidabilità delle misurazioni effettuate.
Si vuole inoltre far notare che, per temperature di parete superiori ai 100 ℃, l’acqua, a contatto con la parete, cambia di fase: in figura, i profili di temperatura sono rappresentati come curve continue anche per le regioni superiori al punto normale di ebollizione dell’acqua solamente a titolo esemplificativo, infatti, non sono da considerarsi validi in quanto l’ipotesi di base, su cui è stata costruita la correlazione empirica utilizzata in questo elaborato, è la permanenza allo stato liquido della fase continua.
Figura 49 Coefficiente di Scambio Termico 𝛼
Vengono rappresentati in Figura 51 i coefficienti di scambio termico della nano – emulsione per un tubo liscio di diametro 4 mm, il parametro tenuto costante è il numero di Reynolds: non ci si aspetta dunque alcuna variazione del coefficiente di scambio termico dovuta alle condizioni di moto.
Il flusso termico, la variabile di controllo, appare parametrica nel grafico a fianco ed influenza la lunghezza dell’asse delle ascisse come presentato nel paragrafo precedente secondo la legge:
L = cpeff∙900
4q̅ (Tmelt− Tin)
la lunghezza massima di sezione sperimentale necessaria per la completa fusione del PCM è ottenuta con il flusso termico minore e corrisponde a 185.6 Deq.
Il coefficiente di scambio termico α cala all’aumentare del flusso termico specifico imposto; questo è dovuto al fatto che, ad un maggiore flusso termico consegue una maggiore fusione del PCM all’interno dell’emulsione a parità di distanza dall’inizio della zona riscaldata. Con l’ipotesi di tubi orizzontali, l’abbondante fase liquida appena creatasi, per azione della gravità, si porterà nella parte superiore del tubo costituendo una sorta di film di PCM liquido intorno ad esso: poiché il regime di deflusso è laminare, la velocità di deflusso non è sufficiente a contrastare la forza di gravità che risulta la variabile governante del processo. Questo fenomeno provoca un incremento della resistenza termica parete – fluido che comporta un aumento della temperatura di parete e conseguente calo del coefficiente di scambio termico.
La temperatura di parete è diretta conseguenza del coefficiente di scambio termico, come riportato in Figura 52 in cui è possibile notare come con flussi termici minori si abbiano temperature di parete contenute, mentre con flussi termici maggiori i valori di temperatura raggiunti dalla parete diventino molto elevati.
La temperatura di parete eccessivamente elevata (> 90℃) eccede il valore massimo raccomandato dalla casa produttrice della paraffina provocando la degradazione del materiale a cambiamento di fase e la non affidabilità delle misurazioni effettuate.
Si vuole inoltre far notare che, per temperature di parete superiori ai 100 ℃, l’acqua, a contatto con la parete, cambia di fase: in figura, i profili di temperatura sono rappresentati come curve continue anche per le regioni superiori al punto normale di ebollizione dell’acqua solamente a titolo esemplificativo, infatti, non sono da considerarsi validi in quanto l’ipotesi di base, su cui è stata costruita la correlazione empirica utilizzata in questo elaborato, è la permanenza allo stato liquido della fase continua.
Figura 51 Coefficiente di Scambio Termico α
Vengono rappresentati in Figura 53 i coefficienti di scambio termico della nano – emulsione per un tubo liscio di diametro 5 mm, il parametro tenuto costante è il numero di Reynolds: non ci si aspetta dunque alcuna variazione del coefficiente di scambio termico dovuta alle condizioni di moto.
Il flusso termico, la variabile di controllo, appare parametrica nel grafico a fianco ed influenza la lunghezza dell’asse delle ascisse come presentato nel paragrafo precedente secondo la legge:
L = cpeff∙900
4q̅ (Tmelt− Tin)
la lunghezza massima di sezione sperimentale necessaria per la completa fusione del PCM è ottenuta con il flusso termico minore e corrisponde a 53.54 Deq.
Il coefficiente di scambio termico α cala all’aumentare del flusso termico specifico imposto; questo è dovuto al fatto che, ad un maggiore flusso termico consegue una maggiore fusione del PCM all’interno dell’emulsione a parità di distanza dall’inizio della zona riscaldata. Con l’ipotesi di tubi orizzontali, l’abbondante fase liquida appena creatasi, per azione della gravità, si porterà nella parte superiore del tubo costituendo una sorta di film di PCM liquido intorno ad esso: poiché il regime di deflusso è laminare, la velocità di deflusso non è sufficiente a contrastare la forza di gravità che risulta la variabile governante del processo. Questo fenomeno provoca un incremento della resistenza termica parete – fluido che comporta un aumento della temperatura di parete e conseguente calo del coefficiente di scambio termico.
La temperatura di parete è diretta conseguenza del coefficiente di scambio termico, come riportato in Figura 144 in cui è possibile notare come con flussi termici minori si abbiano temperature di parete contenute, mentre con flussi termici maggiori i valori di temperatura raggiunti dalla parete diventino molto elevati.
La temperatura di parete eccessivamente elevata (> 90℃) eccede il valore massimo raccomandato dalla casa produttrice della paraffina provocando la degradazione del materiale a cambiamento di fase e la non affidabilità delle misurazioni effettuate.
Si vuole inoltre far notare che, per temperature di parete superiori ai 100 ℃, l’acqua, a contatto con la parete, cambia di fase: in figura, i profili di temperatura sono rappresentati come curve continue anche per le regioni superiori al punto normale di ebollizione dell’acqua solamente a titolo esemplificativo, infatti, non sono da considerarsi validi in quanto l’ipotesi di base, su cui è stata costruita la correlazione empirica utilizzata in questo elaborato, è la permanenza allo stato liquido della fase continua.
Figura 53 Coefficiente di Scambio Termico α