Funzionalizzazione superficiale nanostrutturata di scambiatori oleodinamici

Questa Tesi, frutto di un progetto europeo approvato dal MIUR, che si basa sulla collaborazione dell'Istituto Macchine Agricole e Movimento Terra (IMAMOTER-CNR) con l'Istituto di Scienza e Tecnologia dei Materiali Ceramici (ISTEC-CNR) e l'Università di Ferrara, riguarda un'analisi teorico-sperimentale di scambiatori di calore oleodinamici funzionalizzati. Il progresso tecnico e scientifico sta assumendo negli ultimi anni una notevole importanza in un panorama mondiale in cui la globalizzazione ha aumentato l'intensità della pressione competitiva: nell'economia e nel mercato odierno l'innovazione tecnologica è diventata un fattore imprescindibile per il successo competitivo di un prodotto. Se pur l'etimologia della parola innovazione suggerisca l'idea del "nuovo", è anche vero che l'innovazione tecnologica può costruire le sue basi anche sul miglioramento di un prodotto già esistente. L'utilizzo di scambiatori di calore in campo oleodinamico viene reso necessario dall'aumento della temperatura dell'olio durante le condizioni di esercizio; la ricerca scientifica finalizzata al miglioramento delle prestazioni in termini di scambio termico e di perdite di carico di attraversamento a parità di dimensioni risulta molto importante, soprattutto quando gli scambiatori devono essere utilizzati in circuiti oleodinamici di macchine movimento terra in cui i vincoli di ingombro risultano molto restrittivi. Le tecnologie offerte nell'ambito della funzionalizzazione chimica permettono di modificare opportunamente le superfici di materiali metallici: da qua deriva l'idea di applicare rivestimenti superidrofobici e oleofobici a scambiatori di calore in quanto si può pensare che ciò possa portare ad una diversa interazione tra le superfici di scambio termico e il fluido a contatto con esse. Successivamente ad un primo studio teorico dei principali parametri che caratterizzano gli scambiatori di calore, è stata svolta, tramite una ricerca brevettuale, un'analisi dello stato dell'arte delle tecnologie di trasferimento del calore che ad oggi utilizzano rivestimenti nanostrutturati superidrofobici, ponendo particolare attenzione alle conseguenze che hanno apportato al fenomeno dello scambio termico. Nella seconda parte dell'elaborato verrà poi riportato uno studio teorico realizzato presso l'Istituto IMAMOTER-CNR che sembra giustificare l'applicazione di queste tipologie di rivestimento alle superfici di scambio termico al fine di ridurre le perdite di carico di attraversamento e di aumentare lo scambio termico. Su queste basi è stata quindi intrapresa un'analisi sperimentale su un banco prove allestito ad hoc per i test da effettuare; le prove sono state effettuate su diverse tipologie di scambiatori di calore olio-aria derivanti da diversi processi di funzionalizzazione. La strada sperimentale è stata finalizzata all'ottenimento di curve prestazionali di scambiatori funzionalizzati e di scambiatori che non hanno subito nessun trattamento che potessero essere messe a confronto per verificare un possibile miglioramento derivante dalla funzionalizzazione.