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Tesi etd-09082015-124538


Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
CARBONE, FRANCESCO
URN
etd-09082015-124538
Title
Simulazione di fenomeni di circolazione naturale con fluidi a pressione supercritica
Struttura
INGEGNERIA DELL'ENERGIA, DEI SISTEMI, DEL TERRITORIO E DELLE COSTRUZIONI
Corso di studi
INGEGNERIA ENERGETICA
Commissione
relatore Prof. Ambrosini, Walter
Parole chiave
  • BARC
  • strutture termiche
  • analisi di stabilità
  • fluido supercritico
  • circuiti a circolazione naturale
Data inizio appello
01/10/2015;
Consultabilità
completa
Riassunto analitico
Il fenomeno della circolazione naturale con fluidi a pressione supercritica è un fenomeno di grande interesse in diverse applicazioni ingegneristiche, ad esempio nel solare termico, nel geotermico, nel raffreddamento di trasformatori, di motori a combustione, delle pale di turbine a gas e per il raffreddamento del nocciolo dei reattori nucleari. <br>Questo lavoro utilizza due codici di calcolo “in-house” (NCLline e NCLTran) per l’analisi di stabilità lineare e in transitorio applicato al circuito a circolazione naturale con CO2 a pressione supercritica del BARC. I due codici di calcolo risolvono le equazioni di bilancio di massa, energia e quantità di moto in forma monodimensionale, tramite un approccio semi-implicito con maglie sfalsate (“staggered mesh”). Si è cercato di riprodurre i risultati sperimentali stazionari considerando varie correlazioni di scambio termico e si sono discussi i risultati ottenuti dalle simulazioni in condizioni stazionarie e transitorie. Tramite l’analisi di stabilità si sono valutate le condizioni di stabilità del circuito; in particolare, si è studiato l’effetto della capacità termica delle strutture sulla stabilità analizzando gli autovalori e gli autovettori della matrice del sistema linearizzato. <br>Dall’analisi è emerso un effetto stabilizzante dovuto alle strutture; in particolare, le mappe di stabilità mostrano una zona instabile vicino alla temperatura pseudo-critica che si riduce man mano che la capacità della struttura cresce fino a raggiungere valori realistici. Infine, tramite l’uso di Matlab, vengono mostrati i “modi” di oscillare del sistema con capacità termica ridotta ad 1/10 di quella reale come risposta a un disturbo, e l’attesa corrispondenza tra l’andamento degli autovettori e il transitorio della perturbazione calcolato nel dominio del tempo.<br>
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