ETD

• idrogeno
• scambiatore marittimo
• shipping

La transizione energetica nel settore navale richiede lo sviluppo di soluzioni per l'impiego dell'idrogeno ad alta pressione come vettore energetico pulito. Nell'ambito del progetto europeo CleanH2Shipping (2025-2028), per la navigazione interna a zero emissioni tramite fuel cells (1.2 MW) e container modulari (H2Tank-Tainer), la tesi si basa sull’analisi termofluidodinamica dello scambiatore a fascio tubiero prodotto da Sesino S.p.A. (modello 13/746), operante fino a 550 bar. La modellazione 3D sfrutta la simmetria del dominio per dimezzare lo sforzo computazionale. Generata la mesh, sono state eseguite le simulazioni CFD. È stato caratterizzato il comportamento dell’idrogeno confrontando i regimi a 20 bar e 200-500 bar, evidenziando l’impatto delle proprietà del gas sui bilanci energetici e sui profili termici. Il modello numerico è stato validato con i dati forniti dall'azienda Safe S.p.A. Per risolvere la maldistribuzione della portata e surriscaldamento del tubo centrale, è stata introdotta un’ottimizzazione geometrica del condotto di ingresso tramite una svasatura. L’ampliamento della sezione fino a 2.5 volte il diametro di ingresso è risultato il più efficace, uniformando le velocità nei tubi, omogeneizzando le temperature di uscita e riducendo le perdite di carico. Infine, la riduzione di portata nel mantello ha incrementato il ΔT dell’acqua, riducendo la potenza di pompaggio.