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1. Closed Loop Two Phase Thermosyphon (CLTPT). ... 8

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Academic year: 2021

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1

Sommario

Nomenclatura ... 3

0. Introduzione ... 4

1. Closed Loop Two Phase Thermosyphon (CLTPT). ... 8

1.1 - I termosifoni bifase. ... 10

1.2 - Effetto del titolo sulla circolazione naturale. ... 11

1.3 - Effetto della combinazione diametro-fluidi sul comportamento dei CLTPT. ... 12

1.4 - Parametri che influenzano il funzionamento dei CLTPT. ... 15

2. Applicazioni dei CLTPT a sistemi di carattere energetico – ambientale ... 16

2.1 - Bubble pump per cicli frigoriferi ad assorbimento. ... 17

2.2 - Geotermoconvettore. ... 19

2.3 - Collettori solari. ... 21

3. Studio delle linee di analisi sperimentale e dei modelli su CLTPT. ... 25

3.1 - Studi sperimentali sul funzionamento generale del CLTPT. ... 27

3.1.1 - Palm, Kodabandeh (2002-2005). ... 27

3.1.2 - Franco (2008). ... 32

3.1.3 - Mudawar e Mukherjee (2003). ... 35

3.1.4 - Lee, Mudawar (2005). ... 39

3.1.5 - Zhang, Honda, Takata (2004). ... 41

3.1.6 - Na, Jeon, Kwak, Nam (2001). ... 45

3.1.7 - Garrity, Klausner, Mei (2007). ... 48

3.2 - Studi sperimentali sul funzionamento di un singolo particolare del CLTPT. ... 51

3.2.1 - Kodabandeh e Furberg (2010). ... 51

3.2.2 - Karayannis e Shiferaw, Kenning(2009). ... 54

3.2.3 - Palm, Owhaib, Callizo (2004). ... 57

3.2.4 - Park, Kim, Hong (2004). ... 59

3.2.5 - Kandlikar, Steinke (2004). ... 61

3.3 - Studi modellistici. ... 64

3.3.1 - Modello di Song. ... 64

3.3.2 - Modello di Bielinsky- Mikielewicz. ... 67

3.4 - Considerazioni sulle linee di analisi sperimentali. ... 69

4. Modellazione del CLTPT. ... 72

4.1 - Differenza di pressione tra i canali. ... 73

(2)

2

4.1.1 - Correlazioni per il calcolo del grado di vuoto. ... 75

4.1.2 - Effetto dell’altezza del canale sulla differenza di pressione tra i canali. ... 83

4.1.3 - Perdite di carico. ... 85

4.2 - Modellazione dei sottosistemi. ... 85

4.2.1 - Evaporatore. ... 85

4.2.1.1 - Scambio termico. ... 85

4.2.1.2 - Flusso termico critico (CHF). ... 86

4.2.1.3 - Coefficienti di scambio termico. ... 87

4.2.1.4 - Perdite di carico nell’evaporatore. ... 94

4.2.2 - Canale di risalita (riser) ... 95

4.2.3 - Condensatore. ... 95

4.2.4 - Canale di discesa (downcomer). ... 95

4.2.5 - Perdite concentrate. ... 96

4.3 - Soluzione del modello. ... 97

4.4 - Risultati delle simulazioni. ... 98

4.4.1 - Effetto del diametro. ... 98

4.4.2 - Effetto del fluido operativo. ... 105

4.4.3 - Effetto del sottoraffreddamento. ... 107

4.4.4 - Effetto di H. ... 109

4.4.5 - Effetto del grado di riempimento. ... 111

4.5 - Confronto con altri modelli. ... 112

4.6 - Confronto con i risultati sperimentali. ... 115

4.6.1 - Confronto con i risultati delle esperienze di Franco. ... 115

4.6.2 – Confronto con i risultati di Zhang-Honda-Takata e di Garrity-Klausner-Mei. ... 117

4.6.3 – Commento confronto risultati sperimentali-modello. ... 117

5. Progettazione apparecchiatura sperimentale. ... 119

5.1 - Apparecchiatura sperimentale proposta. ... 120

5.2 - Dimensionamento del condensatore. ... 121

5.2.1 - Condensatore alettato raffreddato ad aria. ... 121

5.2.2 - Criticità della soluzione proposta. ... 127

5.2.3 - Dimensionamento condensatore tubo - tubo. ... 128

6. Conclusioni. ... 130

Ringraziamenti. ... 132

Bibliografia ... 133

Riferimenti

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