Modellazione fluidodinamica e analisi di efficienza per cappe di aspirazione

This paper proposes the study of the behavior of a closed environment with forced ventilation. In particular, the object of analysis is the standard kitchen defined by IEC 61591 from 2005. First we discuss the calibration of the model through the definition of geometry, equations governing the imposition of the phenomena involved, a resolution of numeric models and materials. All of the characteristic parameters set are shown in order to make clear the choices made and to allow subsequent revisions. Then the paper thoroughly discusses the problem of convergence of the solution and the setting of a suitable computing grid. After defining in detail the model, an analysis is proposed for four types of hoods currently marketed by a company in the sector. The goal is to define meaningful measures that can be indicators of the efficiency of different models. In this regard, we analyze various methods for comparing the results obtained through the use of editing software such as Matlab and for displays such as Paraview. Finally, an analysis on the sensitivity of the problem compared to the boundary conditions is presented to understand how the previously obtained solutions are susceptible to changes in geometry. Also, an investigation is presented concerning the thermal problem that involves the introduction of a temperature variable and thus the inherent variation in the model studied.

Questo elaborato propone lo studio del comportamento di un ambiente chiuso ad areazione forzata. In particolare l’oggetto dell’analisi è la cucina standard definita dalla normativa IEC 61591 del 2005. In primo luogo si discute della calibrazione del modello, attraverso la definizione della geometria, dell’imposizione delle equazioni governanti i diversi fenomeni coinvolti, dei modelli numerici di risoluzione e dei materiali impiegati. Per ogni elemento sono riportati tutti i parametri caratteristici impostati, in modo da rendere chiare le scelte operate e permettere successive rielaborazioni. Si discute poi diffusamente del problema della convergenza della soluzione e del settaggio di una griglia di calcolo adeguata. Dopo aver definito in ogni dettaglio il modello, viene proposta un’analisi per quattro tipologie di cappe attualmente commercializzate da un’azienda del settore. L’obiettivo è la definizione di parametri significativi che possano essere indici dell’efficienza dei diversi modelli. A questo proposito si analizzano svariate metodologie per raffrontare i risultati ottenuti, attraverso l’impiego di programmi per l’elaborazione come Matlab e per la visualizzazione come Paraview. Da ultimo si propone un’analisi riguardo la sensibilità del problema alle condizioni al contorno per capire quanto le soluzioni precedentemente ottenute siano suscettibili a cambiamenti geometrici, ma non solo; infatti viene presentata un’indagine riguardante il problema termico che implicherà l’introduzione della variabile temperatura e quindi delle variazioni intrinseche al modello studiato.