• accumulo termico
• campagna sperimentale
• coefficiente di scambio termico convettivo
• materiali a cambiamento di fase
• scambio di calore
• simulazioni CFD
• termofluidodinamica
• validazione di modelli numerici

La transizione verso sistemi energetici sostenibili richiede l’integrazione di tecnologie di produzione, utilizzo e accumulo energetico. I serbatoi termici basati su sospensioni microincapsulate a cambiamento di fase (Phase Change Slurries, PCS) combinano l’elevata densità energetica dei materiali a cambiamento di fase (PCM) con la fluidità di sistemi liquidi. Tuttavia, la caratterizzazione termofluidodinamica di queste sospensioni è complessa e richiede approfondimenti.
Il lavoro di tesi si concentra sullo studio sperimentale e numerico (tramite simulazioni CFD) di un serbatoio a bassa temperatura contenente paraffine microincapsulate in soluzione acquosa (36,7% in massa), con cambio fase tra 37 e 44 °C. L’analisi ha valutato diverse condizioni operative, inclusi range termici, direzione del flusso, agitazione, tipo di fluido e modalità di prova. Rispetto all’acqua, il PCS aumenta significativamente l’energia accumulata grazie al calore latente, ma peggiora lo scambio termico a causa della maggiore viscosità. Il mescolamento migliora l’omogeneità termica e l’efficacia di scambio, con costi energetici trascurabili.
Il modello CFD, validato con dati sperimentali, riproduce gli andamenti di temperatura media e coefficiente di scambio, pur mostrando lievi deviazioni durante il cambio di fase. La simulazione permette inoltre di analizzare fenomeni locali difficili da misurare, rappresentando una base per modelli semplificati e strumenti progettuali futuri.