Tesi etd-03182024-105123 |
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Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
MANCINI, ANDREA
URN
etd-03182024-105123
Titolo
Analisi e ottimizzazione degli scambi termici in un forno elettrico innovativo per la produzione di ceramica tecnica.
Dipartimento
INGEGNERIA CIVILE E INDUSTRIALE
Corso di studi
INGEGNERIA MECCANICA
Relatori
relatore Prof. Di Marco, Paolo
tutor Ing. Rappuoli, Giacomo
tutor Ing. Rappuoli, Giacomo
Parole chiave
- susceptor
- resistenza elettrica
- oven
- monolith
- monolite
- methane
- metano
- isolante
- irraggiamento
- irradiation
- insulating
- induzione
- induction
- graphite
- grafite
- Forno
- fibra di carbonio
- electrical resistance
- conduzione
- conduction
- ceramica tecnica
- carbon fiber
- alumina
- allumina
- suscettore
- suscettore
- technical ceramics
Data inizio appello
15/04/2024
Consultabilità
Tesi non consultabile
Data di rilascio
15/04/2094
Riassunto
Il presente lavoro di tesi si è svolto presso Industrie Bitossi S.p.A., azienda leader nella produzione di ceramica tecnica, situata a Vinci(FI).
Lo scopo di questo lavoro, perseguendo l'obiettivo di un' industria "pulita" a basse emissioni di CO2, è l'analisi e l'ottimizzazione dei processi di scambio termico in un forno elettrico innovativo, ad induzione, per la produzione di ceramica tecnica.
In seguito ad una breve descrizione del processo di produzione tradizionale della ceramica tecnica, attualmente in uso presso l'azienda, comprendente l'utilizzo di forni a metano ad elevato impatto sia energetico che ambientale, l'attenzione si è concentrata su un forno elettrico innovativo sperimentale, presente all'interno dello stabilimento, che opera mediante un ciclo di sinterizzazione "ultra-fast" ad induzione. Il forno in questione, e il relativo processo, essendo caratterizzati ancora da numerose incognite, sia dal punto di vista termodinamico che dal punto di vista chimico-fisico a causa, soprattutto, dei materiali non convenzionali coinvolti, sono stati analizzati anche dal punto di vista numerico. Tramite un noto software di simulazione multifisica, è stato creato quindi un modello matematico per analizzare gli scambi termici, in particolare conduttivi e radiativi, che hanno luogo all'interno del forno in questione durante il processo, con lo scopo, non solo di capirne meglio le dinamiche, ma anche e, soprattutto, nell'ottica dello sviluppo futuro di un processo di produzione elettrificato della ceramica tecnica, per ottimizzare i principali parametri che caratterizzano, nello specifico, il processo finale di sinterizzazione.
In base ai risultati ottenuti dalle simulazioni e all'esperienza derivante dalle molteplici prove eseguite sul forno sperimentale, è stato infine sviluppato il progetto di massima di un nuovo forno elettrico ad induzione che promette, sulla base delle simulazioni numeriche eseguite sul relativo modello, delle migliori prestazioni, sia in termini di uniformità del riscaldamento che in termini di produttività, rispetto al forno elettrico sperimentale attualmente presente all'interno dello stabilimento dell'azienda.
Lo scopo di questo lavoro, perseguendo l'obiettivo di un' industria "pulita" a basse emissioni di CO2, è l'analisi e l'ottimizzazione dei processi di scambio termico in un forno elettrico innovativo, ad induzione, per la produzione di ceramica tecnica.
In seguito ad una breve descrizione del processo di produzione tradizionale della ceramica tecnica, attualmente in uso presso l'azienda, comprendente l'utilizzo di forni a metano ad elevato impatto sia energetico che ambientale, l'attenzione si è concentrata su un forno elettrico innovativo sperimentale, presente all'interno dello stabilimento, che opera mediante un ciclo di sinterizzazione "ultra-fast" ad induzione. Il forno in questione, e il relativo processo, essendo caratterizzati ancora da numerose incognite, sia dal punto di vista termodinamico che dal punto di vista chimico-fisico a causa, soprattutto, dei materiali non convenzionali coinvolti, sono stati analizzati anche dal punto di vista numerico. Tramite un noto software di simulazione multifisica, è stato creato quindi un modello matematico per analizzare gli scambi termici, in particolare conduttivi e radiativi, che hanno luogo all'interno del forno in questione durante il processo, con lo scopo, non solo di capirne meglio le dinamiche, ma anche e, soprattutto, nell'ottica dello sviluppo futuro di un processo di produzione elettrificato della ceramica tecnica, per ottimizzare i principali parametri che caratterizzano, nello specifico, il processo finale di sinterizzazione.
In base ai risultati ottenuti dalle simulazioni e all'esperienza derivante dalle molteplici prove eseguite sul forno sperimentale, è stato infine sviluppato il progetto di massima di un nuovo forno elettrico ad induzione che promette, sulla base delle simulazioni numeriche eseguite sul relativo modello, delle migliori prestazioni, sia in termini di uniformità del riscaldamento che in termini di produttività, rispetto al forno elettrico sperimentale attualmente presente all'interno dello stabilimento dell'azienda.
File
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Tesi non consultabile. |
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