Modellazione CAD e analisi fluidodinamica di uno scambiatore di calore per microturbina

Questo elaborato presenta lo studio termofluidodinamico di uno scambiatore di calore impiegabile in applicazioni che spaziano dalle microturbine a gas ai bruciatori. L’obiettivo del lavoro è analizzarne il comportamento termico e fluidodinamico mediante simulazione numerica. L’attività svolta è finalizzata allo sviluppo di un modello CFD in grado di descrivere lo scambio di energia tra i due fluidi e di fornire stime fisicamente plausibili secondo la fisica reale del componente. Il modello è stato sviluppato in SolidWorks e successivamente analizzato in ANSYS Fluent utilizzando una geometria semplificata del singolo stadio di scambio termico all’interno dello scambiatore e definendo opportune condizioni al contorno e proprietà termofisiche dei fluidi in funzione della temperatura. L’analisi è stata svolta isolando una singola cella di scambio all’interno del componente, così da evitare la modellazione dell’intera geometria. Questa semplificazione consente di ridurre notevolmente il costo computazionale e, al contempo, di effettuare con maggiore precisione lo studio fluidodinamico al suo interno. L’utilizzo di questo approccio ha consentito di valutare l’influenza dei parametri fisici e geometrici sulle prestazioni della cella di scambio termico, così da replicare e prevedere il comportamento del componente reale una volta costruito. I risultati ottenuti mostrano che il modello è in grado di riprodurre in modo coerente il comportamento globale dello scambiatore nelle condizioni analizzate. Il lavoro costituisce una base utile per successivi sviluppi, orientati a una maggiore accuratezza.