Studio sperimentale sulla convezione naturale e forzata attraverso mezzi porosi tramite Particle Image Velocimetry

Heat transfer between fluid and heat source is a phenomenon found in many engineering applications. The heat transfer can take place in different ways and often in the presence of porous media interposed between fluid and heat source. Studying the motion field and temperature distribution in the fluid domain is therefore an essential analysis, and in this paper this study was carried out experimentally using the PIV (Particle Image Velocimetry) technique. Experimental tests were carried out in multiple conditions (heat source at 20 ° C, 40 ° C and 60 ° C, and air flow generated by one, two and three fans) and information was obtained both on the speed of the flow of air (through the scalar velocity maps) and both on the temperature distribution (through the trends of the temperatures measured by the thermocouples) following the heat transfer by mixed convection.

Lo scambio termico tra un fluido e una fonte di calore è un fenomeno che si riscontra in molte applicazioni ingegneristiche. Il trasferimento di calore può avvenire secondo diverse modalità e spesso in presenza di mezzi porosi interposti tra il fluido e la sorgente termica. Studiare il campo di moto e la distribuzione di temperatura nel dominio fluido si rivela quindi un’analisi essenziale, e in questo elaborato tale studio è stato effettuato per via sperimentale mediante la tecnica PIV (Particle Image Velocimetry). Sono state eseguite prove sperimentali in molteplici condizioni (fonte di calore a 20 °C, 40 °C e 60 °C, e flusso d’aria generato da una, due e tre ventole) e sono state ricavate informazioni sia sulla velocità del flusso d’aria (attraverso le mappe scalari di velocità) e sia sulla distribuzione di temperatura (tramite gli andamenti delle temperature misurate dalle termocoppie) a seguito dello scambio termico per convezione mista.