Analisi fluidodinamica CFD di uno scambiatore di calore ventilato

This work studies the fluid dynamics of an induced draft heat exchangers, using the CFD software ANSYS Fluent 15.0. Two different heat exchangers will be analyzed. The first is an axial heat exchangers and the simulation results will be compared with the experimental tests to validate the numerical model. Once the model is verified, the same setting will be used for the second heat exchanger with a particularly “V” shape and flow field similar to the axial one. Both heat exchangers will be optimized by modifying the case geometry. The numerical model will give good representation of the physical problem, but the optimization will not found improvement for the base axial heat exchangers. The optimization of the “V” model will show better results, some improvements are possible but they are in trade off with the manufacturing cost.

Nel presente lavoro di tesi si studia la fluidodinamica di uno scambiatore di calore ventilato. Lo strumento impiegato per l’analisi è la termofluidodinamica computazionale e in particolare si utilizzerà il software ANSYS Fluent 15.0. Si modellizzeranno due tipi di scambiatore: in primo luogo si simulerà il funzionamento di uno scambiatore assiale e comparando i risultati con le misure sperimentali si valuterà la validità del modello numerico. Una volta validato, si applicherà lo stesso modello allo studio di uno scambiatore a “V” fluidodinamicamente simile al primo. Per entrambe le macchine si cercherà di ottimizzare il moto dell’aria agendo sulla geometria. Benché lo scopo di creare un modello numerico che ben approssimi il problema fisico verrà raggiunto, l’ottimizzazione della macchina assiale porterà a concludere che lo scambiatore è già ottimizzato. Più interessanti saranno i risultati sulla macchina a “V”, dove ci saranno alcuni margini di miglioramento da pesare però con gli oneri economici e costruttivi per la modifica della macchina.