Modellazione CFD di macchine volumetriche di tipo Scroll

The goal of this thesis is to make a CFD simulation of the operation of a volumetric Scroll machine using the software OpenFOAM. The work involved the creation of 3D geometry that make up the machine and the reproduction of the movement of the rotor considering the effect of real gas. The real geometry of the machine was designed using a CAD software and referring to geometrical parameters found in literature. The movement of the computing grid is managed through specifically created applications that allow to reproduce the rotation of the machine creating a succession of Meshs taking into account their quality. The working fluid chosen was air and, to consider the real behavior, its thermodynamic properties were calculated using the values provided by the NIST database. At the end, by considering a simplified geometry, the solver was set to use specific thermodynamic models for the calculation of the density and enthalpy of the fluid.

L’obiettivo di questa tesi è quello di effettuare una simulazione CFD del funzionamento di una macchina volumetrica di tipo Scroll utilizzando il software OpenFOAM. Il lavoro ha riguardato la creazione delle geometrie 3D che compongono la macchina e la riproduzione del movimento del rotore considerando l’effetto del gas reale. La geometria reale della macchina è stata realizzata utilizzando un software CAD e riferendosi a parametri geometrici reperibili in letteratura. Il movimento della griglia di calcolo viene gestito attraverso delle applicazioni create appositamente, che permettono di riprodurre la rotazione della macchina creando una successione di Mesh tenendo conto della loro qualità. Come fluido di lavoro è stata scelta aria e, per considerarne il comportamento reale, le sue proprietà termodinamiche sono calcolate utilizzando i valori forniti dal database NIST. Alla fine, considerando una geometria semplificata, il risolutore è stato impostato per poter utilizzare specifici modelli termodinamici per il calcolo della densità e dell’entalpia del fluido.