Di Francescantonio, Nicola (2006) Influenza dell’effetto Marangoni sull’efficienza di heat pipes per applicazioni spaziali. [Tesi di dottorato] (Unpublished)

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Item Type: Tesi di dottorato
Uncontrolled Keywords: heat pipes, effetto Marangoni, spazio
Date Deposited: 30 Jul 2008
Last Modified: 30 Apr 2014 19:23
URI: http://www.fedoa.unina.it/id/eprint/569

Abstract

L'obiettivo principale della presente Tesi di Dottorato è stato quello di studiare l’influenza dell’effetto Marangoni sulle fenomenologie tipiche degli heat pipes. Mediante una sistematica attività sperimentale, condotta parallelamente a simulazioni numeriche, si è studiato il ruolo delle forze di tensione superficiale sul funzionamento di heat pipes e, al tempo stesso, sono stati proposti fluidi dalle particolari proprietà di tensione superficiale, in modo da migliorarne le prestazioni, soprattutto in condizioni di microgravità. Tra i principali risultati vanno menzionati: 1) la caratterizzazione delle proprietà di soluzioni alcoliche con andamento non lineare della tensione superficiale in funzione della temperatura; 2) lo studio dell’effetto Marangoni inverso e delle sue implicazioni sul funzionamento di heat pipes, attraverso l’utilizzo di configurazioni preliminari di interesse (capillari, film di liquido soggetto a gradiente termico all’interno di cuvettes, tubi in vetro); 3) la misura dello scambio termico di heat pipes in diverse configurazioni (verticale, orizzontale), utilizzando acqua pura e soluzioni alcoliche con diverse concentrazioni. In particolare, confermando le previsioni teoriche, gli heat pipes riempiti con soluzioni ad effetto Marangoni inverso hanno mostrato prestazioni migliori rispetto a quelle di heat pipes convenzionali (contenenti acqua bi-distillata). I risultati ottenuti, inoltre, sono di particolare interesse per le industrie interessate allo sviluppo di scambiatori di calore e in particolare le aziende impegnate nella realizzazione e commercializzazione di micro heat pipes per applicazioni spaziali. Alla luce di tali risultati sarà infatti sviluppato un payload sperimentale da imbarcare a bordo di un volo parabolico e di un microsatellite, sviluppato dall’ Agenzia Spaziale Italiana, con il fine ultimo di realizzare pannelli innovativi per lo smaltimento del calore prodotto all’interno di satelliti.

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