Termoregolazione banchi prova motore in automotive

Nel settore automotive sono moltissime le applicazioni che sviluppiamo, soprattutto per i banchi prova dei motori. Si tratta di test molto sofisticati volti a simulare e validare le performance dei motori, con richieste molto sfidanti in termini di precisione nella termoregolazione e di reattività delle attrezzature.

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Nanofluidi per raffreddamento più efficiente

I nanofluidi sono un argomento molto interessante per le applicazioni di raffreddamento e scambio termico, e per questo attualmente oggetto di numerosi studi e ricerche. I nanofluidi si ottengono mediante dispersione di nanoparticelle in fluidi base tradizionali, come acqua, glicole e oli industriali, aumentandone la conducibilità e il coefficiente di scambio termico. I materiali prodotti sulla nanoscala possiedono infatti superiori e inedite proprietà meccaniche, termiche, magnetiche, elettriche e ottiche.

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Moltissime sono le potenziali applicazioni dei nanofluidi, nel settore HVAC e nei chiller, per aumentare l’efficienza degli scambiatori di calore, fuel cell, sistemi ad assorbimento e impianti solari a concentrazione. Questi fluidi possono quindi essere impiegati come nanolubrificanti, in quanto l’aggiunta di nanoparticelle e nanotubi alla base di oli minerali tradizionali aumenta la dissipazione del calore e le proprietà tribologiche dei normali lubrificanti, con superiori proprietà anti-usura aumentando il ciclo di vita delle parti in movimento nei motori e nei compressori impiegati nei sistemi frigoriferi.

scambiatori fuel cell
L’idea di miscelare particelle metalliche ai liquidi per creare delle sospensioni solido-liquido come termovettori potenziati risale agli studi Maxwell, che nel 1873 osservò che i solidi presentano una conducibilità termica molto superiore ai liquidi. Particelle micrometriche o millimetriche avevano però la forte tendenza a depositarsi creando ostruzioni e usura. E’ con la nascita della nanotecnologia e delle nanoparticelle che l’originale idea ha ripreso vigore, rilanciata da Choi che nel 1995 diede a questi innovativi termovettori il nome di nanofluidi.

Ambito di studi promettente, la ricerca sui nanofluidi è ancora nella sua fase sperimentale, con risultati spesso discordanti tra i diversi laboratori. Ciò è dovuto a una serie di fattori, a partire dalla capacità di creare nanofluidi stabili, evitando effetti di deposito e aggregazione delle nanoparticelle all’interno della sospensione, ad esempio con l’impiego di surfattanti. Va inoltre valutato il fatto che l’aggiunta di nanoparticelle a un fluido termovettore di base ne incrementa la viscosità, e quindi le possibili perdite di carico, oltre a richiedere maggiore forza per pompare il fluido attraverso i circuiti idraulici delle apparecchiature. Le proprietà dei nanofluidi dipendono quindi fortemente dal tipo di nanomateriale impiegato, dalla forma e dalla grandezza delle particelle, dalla concentrazione della sospensione, oltre che da fattori quali temperatura, pressione e campi magnetici applicati. A ciò si aggiunga che sono ancora poco noti a livello teorico i meccanismi che determinano i cambiamenti di proprietà termo-fisiche e di comportamento termo-fluido-dinamico delle nanoparticelle.

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Cercando un poco sul web si trovano ad ogni modo moltissimi studi in una varietà di campi di applicazione dei nanofluidi, a partire ad esempio dall’impiego di nanorefrigeranti in impianti di refrigerazione. L’aggiunta di nanoparticelle di TiO2, ossido di Titanio, ha per esempio dimostrato in alcuni test di poter aumentare la solubilità di R134a in olio minerale, migliorando le prestazioni delle macchine frigorifere e restituendo al contempo più olio lubrificante al compressore.

Prodotti a base di nanofluidi si trovano anche già in commercio, come questo fluido nanorefrigerante CF Cooling Fluid a base vegetale per sistemi chiusi di raffreddamento all’interno dei motori. Altre interessanti ricerche riguardano quindi l’uso di termovettori nanotech come fluido di lavoro per migliorare il rendimento di unità ORC, o l’impiego di nanofluidi come fluido organico per l’accumulo e il trasporto di calore agli scambiatori in impianti solari a concentrazione. Per le applicazioni negli impianti nucleari, infine, il MIT (Massachussetts Institute of Technology) ha istituito un centro interdisciplinare di ricerca apposito, dove si stima che l’uso di nanofluidi potrebbe aumentare di circa il 20% la capacità degli impianti a parità di caratteristiche tecniche dei reattori.

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In Italia è infine attivo il NHT, Nano Heat Transfer lab di Padova, impegnato nella ricerca di soluzioni innovative nel campo dei nanofluidi e del trasferimento termico nanotech.

Raffreddamento delle lance di taglio nell’industria metallurgica

Nell’industria metallurgica, vengono utilizzati impianti di ossitaglio per sezionare i laminati a caldo.
Gli impianti che lavorano in continuo sono provvisti di lance che operano ininterrottamente a temperature molto elevate, con uno stress dei materiali notevole.
Da diversi anni, abbiamo messo a punto un sistema completo di raffreddamento per questa tipologia di macchinari, che prevede un sistema di circolazione dell’acqua e un sistema di raffreddamento in circuito chiuso.

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Dissipazione d’emergenza in power generation

Per applicazione in una centrale di produzione di energia con motori endotermici abbiamo realizzato dei dissipatori di emergenza. L’installazione presentava due sfide principali: la prima, il luogo di installazione, Port Sudan, sulle rive del Mar Rosso, quindi con condizioni ambientali difficili. In secondo luogo, i dissipatori dovevano sostituire i radiatori pre-esistenti, non più recuperabili, adattandosi agli spazi ridotti disponibili e migliorando al contempo le performance.

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Termoregolazione nella produzione di lastre termoplastiche

La lavorazione del polipropilene in lastre estruse e calandrate richiede un attento e costante controllo della temperatura dei rulli di calandratura.
Per una applicazione su linee di produzione di lastre in polipropilene estruso e calandrato abbiamo realizzato una centralina di termoregolazione con range di temperatura di lavoro da +20° C a +120° C, a seconda dello stadio di lavorazione.

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Skid Atex di termoregolazione in industria chimica

In Tempco stiamo realizzando alcune centraline di termoregolazione monofluido TREG HC ST per asservire dei reattori in uno stabilimento chimico nelle vicinanze di Milano, una struttura facente parte del gruppo Dow Chemical. Lo stabilimento del cliente produce materiali speciali per il mercato degli adesivi, che vengono utilizzati principalmente per imballaggio alimentare, industria automotive e plastificazione della carta.

skid Atex industria chimica termoregolazione

 

Le centraline sono realizzate come skid Atex di termoregolazione, in funzione dell’ambiente in industria chimica in cui opereranno.

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TCOIL in applicazione nelle cartiere

Torniamo ancora una volta e volentieri a parlare di TCOIL, tipologia di scambiatori a piastre a immersione che data la loro particolare ed estrema versatilità trovano impieghi in una varietà infinita di applicazioni di processo.

paper mill dimple jacket

Le piastre saldate e rigonfiate di questa tipologia di scambiatori di calore possono infatti essere forgiate nelle forme più svariate per adattarsi alle esigenze dei più diversi contesti produttivi. Le cartiere, in particolare, rappresentano un ambiente molto sporco, con presenza di residui e sfridi provenienti dalla lavorazione della carta.

 

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Riscaldamento e industria avicola

Una interessante applicazione delle piastre TCOIL è anche una delle più semplici, in quanto richiede di riscaldare e mantenere in temperatura una vasca contenente acqua.

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A essere di particolare interesse è il contesto specifico di utilizzo degli scambiatori a immersione, infatti stiamo parlando di impianti per la preparazione di prodotti avicoli o alimentari, che vanno pre-riscaldati a una determinata temperatura per poi poter essere lavorati correttamente.

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Piastre lunghe per ossidazione anodica

Intervento di revamping con sostituzione di vecchi scambiatori a piastre, ormai non più recuperabili, applicati su impianti di ossidazione anodica.
Di questo tipo di trattamento abbiamo già avuto modo di parlare qualche mese fa, in riferimento alla lavorazione dell’alluminio, dove l’ossidazione anodica viene impiegata per aumentare la resistenza alla corrosione del materiale per impiego in ambienti aggressivi.

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Il processo prevede l’impiego di un bagno galvanico, con soluzione acquosa in genere composta da acqua e acido solforico, con passaggio di corrente.

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