L’aumento dello scambio termico in convezione forzata è argomento di grande interesse in varie applicazioni industriali, come il raffreddamento di pale di turbine o scambiatori compatti plate-fin. In particolare, lo scambio termico convettivo su superfici strutturate è analizzato da un punto di vista teorico, numerico e sperimentale. A tal fine il ThermALab si è specializzato nell’applicazione di diverse tecniche di misure ottiche non intrusive per la valutazione dello scambio termico a livello locale, come BOS, PIV ed applicazioni della termografia IR.

I controlli non distruttivi con termografia IR consentono di rilevare difetti interni a materiali o manufatti senza contatto, garantendo facilità di analisi e sicurezza per l’operatore. La nostra indagine si concentra sulla modellazione del fenomeno fisico e lo sviluppo di tecniche di analisi delle sequenze termografiche per il riconoscimento di dimensioni e profondità dei difetti nei materiali. L’attività sperimentale permette di indagare l’effetto di diversi tipi di stimoli termici sulla capacità di rilevamento e valutare l’esito delle prove su diversi materiali, tipologie di difetti e curvature superficiali.

La ricerca nel settore delle proprietà radiometriche mira ad individuare le proprietà spettrali di trasmissione e riflessione della radiazione di film innovativi e di emissività di superfici o sorgenti nel contesto di sistemi di gestione termica innovativi, ad esempio smart windows e sistemi di dissipazione per LED.

L’attività di ricerca nel campo della termofluidodinamica computazionale (CFD) è consolidata nel gruppo TS&E a partire dagli anni ’80, quando il prof. Muzzio iniziò ad usare metodi spettrali per la soluzione di problemi di scambio termico convettivo. Oggi il gruppo utilizza la CFD come strumento di analisi per processi, componenti ed impianti legati al settore dell’energia. Per la natura dei problemi investigati, il gruppo ha concentrato la propria indagine su metodi per la soluzione di flussi turbolenti e multifase, mediante codici sia commerciali che open-source. L’attenzione si rivolge anche alle procedure per il controllo dell’accuratezza dei risultati e del ciclo di analisi, favorita dalla sensibilità sperimentale su queste tematiche.

La ricerca in questo campo mira a migliorare le performance termiche di componenti per applicazioni civili e industriali. Le analisi possono riguardare un’ampia varietà di componenti, da scambiatori ultra compatti a sistemi di soppressione di fiamma, da celle di peltier a fuel cells, da pompe di calore a generatori. La nostra ricerca, anche in collaborazione con tutto il gruppo TS&E, si svolge tipicamente in tre fasi: i fenomeni fisici dominanti vengono prima identificati e modellati, quindi si sviluppa un modello globale per valutare le performances complessive dell’oggetto, quindi vengono studiate soluzioni migliorative o innovative. Analisi sperimentali accompagnano e validano ogni passo della ricerca.