Effetti della scabrezza di parete nella convezione forzata in un microcanale a sezione anulare: analisi numerico-statistica

La presente tesi ha come obiettivo lo studio dell’effetto della scabrezza geometrica sul comportamento termofluidodinamico di un microcanale anulare. L’analisi è condotta assumendo un flusso laminare, incomprimibile, bidimensionale e completamente sviluppato, utilizzando come riferimento il caso limite di condotto perfettamente liscio. Lo studio si concentra sulla valutazione dei principali numeri adimensionali, ovvero il numero di Poiseuille, indicatore delle perdite di carico, il numero di Nusselt, rappresentativo delle prestazioni di scambio termico, e il numero di Brinkman, legato alla dissipazione viscosa. L’analisi numerica è svolta in ambiente Mathematica, che consente di generare 1000 configurazioni geometriche caratterizzate da diversi livelli di scabrezza, permettendo di effettuare uno studio di tipo numerico-statistico. I risultati sono analizzati in termini di valori medi e dispersione statistica dei numeri adimensionali, al fine di valutare l’influenza della scabrezza. Attraverso rappresentazioni grafiche in funzione della scabrezza, è possibile osservare come i valori di Poiseuille, Nusselt e Brinkman si discostino progressivamente da quelli del condotto liscio, evidenziando l’impatto delle irregolarità superficiali sulle prestazioni idrodinamiche e termiche del sistema.