Caratterizzazione dello scambio termico in giunzioni bullonate in vuoto

Numerose apparecchiature scientifiche e industriali necessitano di operare in condizioni di vuoto: sono alcuni esempi la deposizione di film sottili, la simulazione dell’ambiente spaziale, lo studio e l’impiego tecnologico di gas ionizzati. In quest’ultima categoria ricadono le installazioni sperimentali per la fusione nucleare. Questa tesi, svolta presso il Consorzio RFX di Padova nell’ambito della Neutral Beam Test Facility (NBTF), documenta lo sviluppo concettuale di un apparato per la misura della conduttanza termica di contatto tra corpi metallici in vuoto, in condizioni rappresentative di quelle che si riscontrano negli accoppiamenti meccanici di parti in un Neutral Beam Injector (NBI). In una prima sezione, si richiamano i fondamenti della conduzione del calore nei solidi e si descrive il fenomeno della conduzione attraverso un’interfaccia tra superfici reali a contatto, confrontando diversi modelli presenti in letteratura. A seguire, si discutono apparati sperimentali e procedure note per la misurazione della conduttanza di contatto in vuoto, sulla base dei quali si sviluppa un esperimento da realizzare all’interno dell’installazione per lo studio di scambi termici "ICE" presso il Consorzio RFX. Le problematiche costruttive e della misurazione sono presentate e discusse con il supporto della modellazione CAD 3D e l’analisi agli elementi finiti.