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Tesi etd-06282007-173859


Thesis type
Tesi di dottorato di ricerca
Author
Salvadori, Giacomo
email address
g.salva@ing.unipi.it, giacomo.salvadori@ordineingegneripisa.it
URN
etd-06282007-173859
Title
Sul controllo termico di dispositivi miniaturizzati mediante circuiti bifase a circolazione naturale
Settore scientifico disciplinare
ING-IND/10
Corso di studi
ENERGETICA ELETTRICA E TERMICA
Commissione
Relatore Prof. Latrofa, Enrico Maria
Parole chiave
  • raffreddamento elettronico
  • evaporatori compatti
  • circuiti bifase
  • circolazione naturale
  • termosifoni bifase
Data inizio appello
08/05/2007;
Consultabilità
parziale
Data di rilascio
08/05/2047
Riassunto analitico
Nonostante il notevole interesse, rivolto dalla ricerca internazionale verso i circuiti bifase a <br>circolazione naturale, alcune problematiche legate al loro impiego in applicazioni di piccola scala <br>risultano ancora irrisolte. Ciò vale particolarmente per i termosifoni bifase a funzionamento <br>periodico, indicati con l’acronimo PTPT, per i quali gli studi effettuati e presenti in letteratura <br>risultano quasi esclusivamente relativi ad apparati di grandi dimensioni. <br>Questa attività di ricerca si caratterizza dunque come uno sforzo di approfondimento nella <br>conoscenza di uno specifico circuito bifase a circolazione naturale: il PTPT. <br>In particolare sono stati analizzati il comportamento termico e le potenzialità di raffreddamento di un <br>PTPT, nel caso di applicazione a componenti miniaturizzati. <br>L’approccio seguito nell’attività è stato sia numerico che sperimentale, con la realizzazione di un <br>modello di calcolo per l’interpretazione e la previsione delle prestazioni di un PTPT, e con la <br>realizzazione di un prototipo di PTPT di piccola scala. <br>Il modello matematico realizzato è stato validato, per confronto con una serie di dati sperimentali <br>ottenuti in precedenti attività di ricerca. L’accordo mostrato, tra i dati sperimentali e quelli calcolati, <br>risulta buono sia dal punto di vista qualitativo che da quello quantitativo. Con il modello di calcolo è <br>stata effettuata un’analisi numerica delle prestazioni di un dissipatore bifase a PTPT, in scambio <br>termico con tre differenti sorgenti. L’analisi ha permesso la caratterizzazione del comportamento del <br>dispositivo al variare dei principali parametri operativi. In particolare sono stati considerati gli effetti <br>prodotti da variazioni sistematiche delle temperature della sorgente fredda (275, 285, 295 K), della <br>temperatura della sorgente intermedia (295, 305, 315 K) e della potenza termica dissipata (100÷1000 <br>W) sulle temperature operative del PTPT. <br>Il prototipo di PTPT, realizzato nel presente lavoro, possiede ingombro massimo circa 10 volte <br>inferiore a quello degli analoghi dispositivi presenti al Dipartimento di Energetica dell’Università di <br>Pisa. Le sue dimensioni risultano tali da consentire l’inserimento in un case middle tower (dimensioni <br>340x180x320 mm) di un comune personal computer. L’attività sperimentale condotta sul prototipo ha <br>permesso di caratterizzare il comportamento del dispositivo, sottoposto a variazioni sistematiche dei <br>principali parametri operativi. In particolare sono state esaminate variazioni di: flusso termico <br>specifico dissipato (5.42÷16.25 W/cm2), quota relativa tra evaporatore ed accumulatore (-30÷30 cm), <br>volume di fluido vettore circolante (64÷3 ml). Inoltre un accurato studio, delle condizioni di scambio <br>termico nell’evaporatore, ha permesso di fornire criteri per il dimensionamento di evaporatori <br>compatti operanti in condizioni transitorie. <br>
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