Determinazione sperimentale delle perdite di carico di efflussi forzati di aria in schiume metalliche di elevata porosità

Le schiume metalliche, grazie alle loro peculiari proprietà di alta porosità e alto rapporto superficie su volume, possiedono, ad oggi, diverse applicazioni industriali. La caratterizzazione di questi materiali porosi è di importanza critica per l’adattamento di questi materiali alle esigenze applicative desiderate. Per modificarne il campo d’applicazione, è fondamentale conoscere i parametri descrittivi delle schiume metalliche, e per realizzare ciò è necessario conoscerne e quantificarne il comportamento fluidodinamico, con particolare riferimento alle perdite di carico. In questo studio è stata posta maggiore attenzione su un certo tipo di schiume metalliche, caratterizzate da un’elevata porosità e di spessore variabile I risultati ottenuti, mostrano che il gradiente lineare di perdita di carico cala all’aumentare dello spessore, divenendo costante dopo un certo limite, definibile spessore critico, per effetto della diminuzione del contributo degli effetti di entrata ed uscita del fluido dalle schiume metalliche, che contribuiscono all’incremento delle perdite di carico. All’aumentare dello spessore, con particolare riferimento a spessori maggiori dello spessore critico, si è anche notata una minore dispersione dei risultati sperimentali, fino all’inclusione entro le barre d’incertezza dei dati sperimentali. Una seconda parte dello studio ha esplorato le inconsistenze derivanti dall’utilizzo di alcuni parametri fluidodinamici, quali k ed f, per la caratterizzazione delle schiume metalliche, da cui scaturisce una notevole variabilità fra i risultati sperimentali osservabili nella letteratura scientifica disponibile. La conclusione alla quale si è addivenuti è che l’appartenenza ad uno specifico regime di moto del fluido, ben al di fuori del regime ottimale per l’estrapolazione del parametro di permeabilità k, ricade sui valori estrapolati, manifestandosi in forma di un’enorme dispersione dei risultati.