La presente tesi, frutto di un tirocinio svolto presso l’Università di Glamorgan (Cardiff), si propone di delineare e validare un modello di una fornace presente nell’Università, sede del tirocinio.

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Introduzione

La presente tesi, frutto di un tirocinio svolto presso l’Università di Glamorgan (Cardiff), si propone di delineare e validare un modello di una fornace presente nell’Università, sede del tirocinio.

Il lavoro prevede un primo dimensionamento della fornace sulla base dei principali parametri operativi, seguito dallo sviluppo di un modello fluidodinamico simulato mediante un codice computazionale come supporto e completamento dello studio teorico.

I risultati conseguiti con la modellazione della fornace tramite l’uso della CFD (Fluidodinamica Computazionale) in diverse condizioni operative sono stati confrontati con i risultati sperimentali, precedentemente ottenuti, effettuando così un’analisi dell’efficienza.

Dalla prima analisi è stato individuato il caso avente la più elevata efficienza, il quale è stato simulato in diversi stati energetici, ottenute dalla variazione delle condizioni al contorno delle pareti.

Una volta validato il modello, la potenza del codice ci rende così confidenti dei risultati ottenuti, che il modello sviluppato potrà essere utilizzato in situazioni differenti come per esempio l’ossicombustione.

Gli strumenti modellistici più adatti infatti sono basati sulla Fluidodinamica Computazionale , in quanto garantisce l’applicazione diretta su scala industriale evitando quindi lo scale-up di risultati di laboratorio.

Nello studio della combustione il trasferimento di conoscenza dalla scala di laboratorio a quella industriale non è semplice, data la forte interazione tra fenomeni quali la turbolenza, la cinetica, il rilascio di calore e la radiazione.

L’approccio utilizzato nella modellazione CFD di flussi reattivi turbolenti è basato sulla risoluzione delle equazioni di Navier-Stokes. Il modello di combustione, di turbolenza, di radiazione e gli schemi cinetici sono stati introdotti allo scopo di rendere il problema risolvibile.

La CFD applicata alla scala industriale risulta essere molto dispendiosa dal punto di vista

computazionale, per questa ragione sono stati utilizzati dei modelli semplificati che hanno

permesso di raggiungere un buon compromesso tra precisione dei risultati e costi

computazionali.