INFLUENZA DELLA DISSIPAZIONE VISCOSA SULLO SCAMBIO TERMICO LAMINARE IN MICRO GEOMETRIE A SPIGOLI ARROTONDATI

I microcanali dei micro-scambiatori di calore sono spesso modellati come una schiera di alette utilizzando lo schema di aletta piana sottile a coefficienti di scambio termico convettivo costanti lungo il perimetro. A fronte della semplicità di usare tale modello, l’uso di valori medi uniformi del coefficiente di scambio può creare errori significativi. Risulta utile valutare l’efficienza dell’aletta con h variabili per differenti coppie solido-fluido e valori del fattore di forma in modo da coprire le situazioni che più frequentemente si presentano nei micro scambiatori. Nello studio si sono considerate alette a sezione rettangolare: i coefficienti di scambio termico convettivo sono stati derivati dalla soluzione analitica dell’equazione di bilancio dell’energia per condotti rettangolari soggetti a condizioni di tipo H1 percorsi da flussi laminari completamente sviluppati. I risultati mostrati in questo lavoro dimostrano che: (i) il rapporto tra la conducibilità del fluido e del solido, λf/λs influenza notevolmente l’efficienza dell’alettatura; (ii) per bassi valori di λf/λs lo scostamento tra i due metodi di calcolo è modesto e quindi l’uso dell’approssimazione di aletta sottile a coefficienti di scambio termico costanti lungo il contorno è più che giustificato. Nell’articolo vengono inoltre evidenziate le situazioni in cui l’uso di tale approssimazione può essere ritenuta tecnicamente inaccettabile.