Validazione di codici e qualifica modelli per problematiche di scambio termico in generatori di vapore innovativi

In questo documento sono investigati tre importanti problematiche connesse al flusso in tubi elicoidali. In primo luogo, per esaminare la transizione da flusso laminare a turbolento, si è intrapresa l’analisi dei profili sperimentali dei fattori di attrito per flusso liquido monofase in 13 geometrie diverse. La forte influenza del rapporto di curvatura è risultata evidente e sono state sviluppate correlazioni che permettono di predire l’inizio e la fine della zona di transizione. In secondo luogo, le perdite di pressione misurate per flusso bifase sono state analizzate per comprendere l’effetto della potenza scambiata sulla componente dovuta all’attrito delle perdite di pressione. Per il momento i risultati dell’analisi mostrano qualitativamente l’influenza della portata in questo fenomeno ma dai dati sperimentali disponibili non è possibile derivare nessuna conclusione qualitativa. Per finire, uno studio con il codice CFD (Computational Fluid Dynamics) commerciale ANSYS FLUENT 14.0 è stato effettuato per il flusso bifase (acqua-vapore) in condizioni adiabatiche. Lo scopo era di verificare la capacità del codice di predire le perdite di pressione sperimentali. Si è trovato un buon accordo tra valori sperimentali e calcolati che ha permesso di dare credito ai profili di grado di vuoto calcolati. Di conseguenza è stata condotta anche un’analisi dell’attrito alla parete che ha prodotto una spiegazione fisica della presenza di una massimo nella curva della perdita di pressione per attrito in funzione della qualità del vapore.