Progettazione attraverso analisi CFD di una nuova sezione sperimentale per la misura del coefficiente di scambio termico durante la condensazione di ammoniaca

Natural fluids are increasingly being used in the refrigeration sector. Among natural fluids, ammonia has been little investigated from the point of view of two-phase heat exchange and the availability of experimental data is limited. In this thesis, the design of a new experimental section for the measurement of the coefficient of heat exchange during condensation within a small diameter channel was addressed. As a material, an aluminium alloy was chosen because of its compatibility with ammonia and the possibility of creating the section with additive manufacturing techniques. For the sizing of the section was used the calculation software CFD ANSYS Fluent. It has been seen that the configuration found allows the measurement of the adiabatic mixing temperature along the water channel by installing thermocouples. The measurement technique allows the determination of the thermal flux and the local heat transfer coefficient.

Nel settore della refrigerazione si sta assistendo ad un crescente impiego di fluidi naturali. Tra i fluidi naturali, l’ammoniaca è stata poco investigata dal punto di vista dello scambio termico bifase e la disponibilità di dati sperimentali è limitata. In questa tesi di laurea è stato affrontato il design di una nuova sezione sperimentale per la misura del coefficiente di scambio termico durante la condensazione all’interno di un canale di piccolo diametro. Come materiale è stata scelta una lega di alluminio per via della sua compatibilità con l’ammoniaca e per la possibilità di realizzare poi la sezione con tecniche di manifattura additiva. Per il dimensionamento della sezione è stato utilizzato il software di calcolo CFD ANSYS Fluent. Si è visto che la configurazione trovata permette la misura della temperatura di mescolamento adiabatico lungo il canale dell’acqua installando delle termocoppie. La tecnica di misura consente la determinazione del flusso termico e del coefficiente di scambio termico locale.