• Scambiatori di calore
• Modellazione fisico-matematica
• Modellazione fenomenologica
• Meccanica del continuo
• Linearizzazione di equazioni differenziali
• Fasori
• Equazioni di Navier-Stokes
• Campi acustici
• Scambio termico convettivo
• Ultrasuoni
• Vibrazioni

Oggetto del presente elaborato è l’analisi delle possibili influenze che il generico moto vibrazionale può avere sullo scambio termico convettivo tra un fluido ed una parete e di come questo moto vibrazionale può essere eventualmente impiegato negli scambiatori di calore per conseguire determinati obiettivi tecnici.
L’attuale letteratura disponibile sull’argomento è piuttosto ampia e articolata, prendendo in considerazione svariati fluidi in differenti configurazioni geometriche e condizioni operative. Tuttavia, non risulta ad oggi disponibile nessun modello matematico che consenta di prevedere l’entità dell’alterazione dello scambio termico convettivo in seno ad uno scambiatore di calore volontariamente posto in vibrazione, noti che siano i parametri di tale eccitazione.
Al fine di sopperire a questa mancanza, si tenta di delineare un possibile percorso logico che, partendo dai bilanci della meccanica del continuo nella loro forma più generale ed operando successive e mirate semplificazioni, porta allo sviluppo di sei differenti modelli matematici.
L’elaborato si conclude esemplificando la concreta applicazione dell’ultimo modello sviluppato a sei casi d’interesse applicativo, evidenziando chiaramente come il tema della “messa in risonanza” sia con ogni probabilità l’aspetto determinante per il conseguimento di elevati incrementi dello scambio termico convettivo.

The subject of this thesis is the analysis of the influences that vibrations may have on convective heat transfer and how these influences could be usefully exploited in heat exchangers.
The scientific literature dealing with this topic is rather extensive and articulated: a lot of fluids in different geometrical configurations and operative conditions have been investigated. However, no mathematical model able to predict how convective heat transfer is altered by vibrations of known frequency and amplitude has been developed yet.
To bridge this gap, six different mathematical models are proposed, in a sort of path which moves from generality and physical exactness to mathematical simplicity.
The thesis ends with the concrete application of the last mathematical model in six different situations of practical interest, clearly showing how resonance phenomena are probably the key for reaching high enhancements of convective heat transfer.