2. Richiami teorici sulla convezione naturale in monofase e bifase………..7

Indice

Indice………...I Simbologia essenziale………..III

1.Introduzione……….1

2. Richiami teorici sulla convezione naturale in monofase e bifase………..7

2.1. Generalità………...7

2.2. Le equazioni della convezione naturale………..9

2.3. Convezione naturale esterna su superfici cilindriche………14

2.4. Principi dello scambio termico in ebollizione………...18

2.5. Pool boiling in condizioni sature………...20

2.6. Pool boiling in condizioni sottoraffreddate………...26

2.7. Influenza della superficie sull'ebollizione……….28

2.8. Correlazioni di scambio termico in pool boiling………...30

2.9. Considerazioni generali sull'equilibrio di una bolla………..38

2.10. Modalità di accrescimento delle bolle di vapore……….40

3. Generalità ed utilizzo degli ultrasuoni………..45

3.1. Gli ultrasuoni: generalità e storia………...45

3.2. Equazioni e grandezze caratteristiche nello studio degli ultrasuoni………...47

3.3. Riflessione, trasmissione e diffrazione degli ultrasuoni……….55

3.4. Onde stazionarie e fenomeni di risonanza………..61

3.5. Meccanismi di azione delle onde ultrasoniche in un fluido………...63

3.6. Generazione degli ultrasuoni e caratteristiche del fascio ultrasonoro………66

3.7. Utilizzo degli ultrasuoni come sistema di raffreddamento……….68

4. Rassegna bibliografica sull'uso degli ultrasuoni nell'incremento dello scambio termico………..73

5. Apparecchiatura sperimentale………104

5.1. Riscaldatore cilindrico………...106

5.2. Generatore di corrente e resistenza campione………...109

5.3. Resistenza elettrica esterna………111

5.4. Vasca ad ultrasuoni………112

5.5. Bagno termostatico………...115

5.6 Sistema di acquisizione dati………...116

5.7. Videocamera digitale……….117

6. Procedura delle prove……….121

I

6.1. Modalità di conduzione delle prove………..121

6.2. Parametri coinvolti nel processo di scambio termico………122

6.3. Elaborazione dei dati: calcolo del coefficiente di scambio convettivo, h………..125

7. Determinazione dell'incertezza sperimentale……….128

7.1. Calcolo degli errori………128

7.2. Errore nelle misure indirette (caso di funzioni lineari)……….130

7.3. I diversi tipi di errore……….131

7.4. Errori in una catena di misure………...131

7.5. Errori commessi nella sperimentazione……….133

8.Risultati sperimentali………...136

8.1. Convezione naturale monofase……….136

8.2. Convezione naturale in presenza di ebollizione sottoraffreddata………..141

8.2.1 Influenza della frequenza………..142

8.2.2 Influenza dei parametri geometrici, L e H………145

8.2.3 Influenza della potenza di generazione degli ultrasuoni, P

………..151

8.2.4 Influenza del grado di sottoraffreddamento………..157

8.2.5 Visualizzazioni nelle varie condizioni di prova, in regime di ebollizione sottoraffreddata………..161

8.3.Convezione naturale a bassi gradi di sottoraffreddamento ed in presenza di ebollizione incipiente………...168

8.4.Ebollizione satura nucleata……….172

9. Conclusioni……….177

10. Appendice……….181

Bibliografia……….228

II