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Viscous flows in ducts of arbitrary cross-section
No full textViene analizzata la possibilità di ottenere una soluzione quasi analitica per la distribuzione di velocità in un condotto a sezione costante di forma arbitraria, in condizioni di moto laminare. Il problema riveste una utilità pratica rilevante, in quanto la determinazione, con grado di accuratezza prefissato, della distribuzione di velocità consente la determinazione della distribuzione di temperatura e, conseguentemente, la corretta determinazione del coefficiente di scambio termico convettivo, determinante per la progettazione e verifica degli scambiatori di calore di tipo compatto. I condotti utilizzati per questo tipo di scambiatori sono solitamente caratterizzati da piccole sezioni, di forma assai variabile. Per questo motivo l'ipotesi di moto laminare non appare limitativa, mentre risulta determinante la capacità di
contemplare forme del contorno anche complesse. Il problema viene risolto mappando il contorno in un cerchio di raggio unitario, mediante una trasformazione conforme di Theodorsen-Moretti. Tale trasformazione è stata finora prevalentemente utilizzata in letteratura per generare griglie conformi all'esterno di profili alari; viene viceversa qui utilizzata qui per generare una griglia conforme all'interno della sezione reale. L'unica operazione di tipo numerico che deve essere utilizzata per generare il contorno reale a partire dal cerchio unitario è l'applicazione (iterativa) di un algoritmo FFT per la determinazione dei
coefficienti della trasformazione di Theodorsen-Moretti. Determinati tali coefficienti, la griglia interna viene ottenuta in maniera semplice, ed anche il campo di velocità può essere ottenuto analiticamente, a partire unicamente dalla funzione che descrive la trasformazione dal contorno del cerchio unitario al contorno reale. Il metodo è stato applicato a condotti di sezione ellittica, per i quali è disponibile la soluzione in forma chiusa della distribuzione di velocità. Le isotachie calcolate con la soluzione proposta sono indistinguibili da quelle esatte
Numerical analysis of compact air condensers
No full textThe present work aims at analysing the thermal behaviour of the vapour flow inside the horizontal tube bundle of a cross-flow air condenser. It is pointed out that the steady-state air and watertemperature distribution cannot be determined by means of analytical solutions, due to the non-linearity of the problem. A model based on appropriate balance equations is introduced and a finite difference computer code is formulated. This code, which reports a large number of correlations found in the literature, is used to evaluate the different flow patterns that characterise the two-phase flow condensation. It is also employed to calculate the local heat transfer coefficient, for both air and water side, and thepressure drop on the water side. The main results, related to the evaluation of the condenser's thermal-hydraulic behaviour (pressure and temperature of the condensing fluid), are presented and discussed in detail
Electro-osmotic flows inside triangular microchannels
No full textThis work presents a numerical investigation of both pure electro-osmotic and combined electro-osmotic/pressure-driven flows inside triangular microchannels. A finite element analysis has been adopted to solve the governing equations for the electric potential and the velocity field, accounting for a finite thickness of the electric double layer. The influence of non-dimensional parameters such as the aspect ratio of the cross-section, the electrokinetic diameter and the ratio of the pressure force to the electric force on the flow behavior has been investigated. Numerical results point out that the velocity field is significantly influenced by the aspect ratio of the cross section and the electrokinetic diameter. More specifically, the aspect ratio plays an important role in determining the maximum volumetric flow rate, while the electrokinetic diameter is crucial to establishing the range of pressures that may be sustained by the electro-osmotic flow. Numerical results are also compared with two correlations available in the literature which enable to assess the volumetric flow rate and the pressure head for microchannels featuring a rectangular, a trapezoidal or an elliptical cross-section
Il ciclo di vita di un impianto fotovoltaico (Analisi LCA di sistemi fotovoltaici integrati)
No full textÈ ormai diventato un luogo comune che le tecnologie connesse alle fonti rinnovabili di energia costituiscano un’opzione eco-sostenibile. Tuttavia, non è ancora chiaro se ed in quale proporzione questi dispositivi siano energeticamente efficienti.
La risposta al quesito è da perseguire attraverso una rigorosa analisi dei processi energetici, partendo dalle fasi produttive iniziali, attraverso l’individuazione sei carichi energetici incorporati in ogni materiale, fino al momento di smaltimento del sistema. Parallelamente è possibile condurre uno studio simile per ottenere una valutazione dell’impatto ambientale considerando le emissioni di inquinanti associate ai processi produttivi dei suddetti dispositivi Tale metodo segue le linee guida tipiche delle analisi LCA (Life Cycle Analysis).
Questo articolo presenta l’applicazione di tale metodo per investigare l’impatto energetico ed ambientale di un caso studio, identificato in un impianto intergrato in copertura di un edificio in località Ferrara, Emilia Romagna. Anche a fronte di valori modesti di irraggiamento solare,propri dell’area geografica, i risultati della simulazione hanno dimostrato che installazioni in copertura consentono di ottenere benefici energetici ed ambientali.
Si è dimostrato che l’energia spesa durante le fasi produttive viene normalmente recuperata dopo pochi anni di esercizio dell’impianto FV; analogamente succede per le emissioni inquinanti. Al contrario, le rientrate economiche avvengono sempre più tardi di quello energetico, superando a volte la vita utile dell’impianto stesso.
L’articolo mostra infine come la considerazione delle esternalità migliorerebbe i benefici energetici ed ambientali promuovendo l’uso delle tecnologie BIPV.
Infine, è proposto uno studio preliminare di innovative sistemi FV semitrasparenti ad elevato grado di integrazione; tra questi risultano particolarmente interessanti quelli a semiconduttore in biossido di titanio, sia per le potenzialità di sviluppo che per le prestazioni LC
Computational optimization of microfluidic devices via genetic algorithms
No full textWe discuss the development of new computational strategies based on evolutionary computing algorithms for the insilico
design and optimization of MicroFluidic Devices (MFD) aimed at chemical synthesis. Evolutionary algorithms
are stochastic global optimization methods inspired by the biological mechanisms of evolution and heredity. In
particular we present an optmization procedure of a prototypical microfluidic device which is host to a generic second
order chemical reaction A + B → C. This method is applied to the search of the best performing geometry, which
assures a high yield in terms of product C at a fixed exit point of the microcircuit, given initial concentrations and
flows of reactants A and B at two inlet points. The microfluidic circuit is represented by a binary code, as a succession
of empty and filled elementary cells, and artificial evolution is employed to select the best performing specimen
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
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