Ricaduta per applicazioni terrestri della ricerca in assenza di gravità

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Pur essendo la ricerca svolta con lo scopo di ottenere informazioni dirette ai fini della progettazione di macchine di scambio termico in bifase per applicazioni spaziali, i risultati della ricerca offrono ampie ricadute a livello scientifico ed ingegneristico per applicazioni terrestri.

Ad esempio, molte delle correlazioni usate nei processi di scambio termico (sia in monofase sia in bifase) a terra contengono l’accelerazione di gravità «g», senza peraltro avere una minima conoscenza di cosa succede al variare di tale parametro. Spesso, l’accelerazione di gravità è usata più come parametro per rendere adimensionale l’equazione. La disponibilità di dati sperimentali in assenza di gravità, tra l’altro, consente di testare le correlazioni sviluppate a terra ed eventualmente modificarle per rendere maggiore giustizia all’uso del parametro «g».
Ad esempio, la sperimentazione svolta dall’Enea su tubi di diametro da 2, 4 e 6 mm ha consentito di verificare che gli attuali criteri di identificazione della soglia di transizione tra microscala e macroscala nei sistemi bifase, basati solo sull’utilizzo delle forze di capillarità e di galleggiamento, non sono esaustivi per la descrizione del fenomeno. Sulla base di questi criteri, in assenza di gravità, predominerebbe la sola forza di capillarità identificando il fenomeno di ebollizione sempre come un fenomeno di microscala (predominando la forza di capillarità si avrebbe sempre il confinamento della bolla all’interno del tubo e conseguentemente una situazione di microscala). Le prove sperimentali Enea hanno dimostrato che questa non è sempre la situazione che si verifica in assenza di gravità, e che è necessario introdurre almeno una terza forza (la forza di trascinamento legata la movimento del fluido) nel bilancio delle forze per definire correttamente la transizione da macro a microscala. Tali conoscenze sono molto importanti nel settore del raffreddamento di componenti elettronici a terra, al fine della corretta progettazione dei sistemi di raffreddamento che operano tipicamente su microscala.