Teoria sulla geometria dei Waterblock

Nella precedente pubblicazione abbiamo visto il modo in cui il calore si diffonde all'interno dei corpi solidi, ed in particolare siamo giunti a dover considerare che l'acqua, oltre che a raffreddare può essere considerato come un vero e proprio materiale isolante. Siamo sicuri che dopo la lettura del precedente articolo, vi starete chiedendo se abbiamo volontariamente trascurato il fattore geometria, ed in particolare il modo in cui influisce sulle performance assolute dei Block. La risposta è semplice: dato che si trattava semplicemente di una piccola introduzione e quindi di un nuovo elemento, abbiamo preferito scrivere un apposito articolo a riguardo.

Nella presente pubblicazione quindi, analizzeremo in che modo il fattore sopra nominato interviene influenzando le performance assolute dei Block. Dunque, la geometria, non è altro che la classica materia che analizza le forme geometriche che ci è stata insegnata a scuola. Ovviamente, siccome le varie estensioni tridimensionali o n-dimensionali sono molto più complesse, per il momento ci limiteremo ad esaminare alcune situazioni bidimensionali, ma che potranno rendervi molto bene l'idea riguardo le cose che vorremo spiegarvi.

 

Scomposizione geometrica

In generale per effettuare la scomposizione geometrica bisogna iniziare a riportare le forme di un corpo solido tridimensionale sulla carta. Ovviamente c'è una determinata procedura e c'è anche una scienza dietro tutto questo capitolo, e si chiama disegno tecnico con le sue rispettive varianti. Il termine disegno può assumere diversi significati, a secondo dei punti di vista, o a secondo dai termini linguistici che abbiamo necessità di usare. Ad esempio il termine generico "disegno", differisce in modo preciso dal termine "disegno tecnico" o da altri termini scientifici.

In parole povere la scomposizione è l'esatto contrario della composizione, ovvero, anzichè di raccogliere elementi per comporre un progetto, stiamo cercando di elaborare il modo per trarre, uno per uno, gli elementi per scomporre il progetto stesso.

Tuttavia, per il momento, ci limiteremo ad esaminare alcune determinate forme e disegni bidimensionali in quanto non vorremmo approfondire sin da subito l'argomento. Questo perchè, siccome mancano diverse premesse introduttive, riteniamo che l'argomento sia molto difficile da affrontare.

 

Lo scopo della scomposizione geometrica

Per quanto riguarda il campo degli scambiatori di calore, lo scopo della scomposizione geometrica, è quello di mostrarci alcune delle parti nascoste del progetto e di conseguenza aiutarci a capire meglio il modo preciso del funzionamento e/o le relative tecnologie sviluppate.

Per i progettisti del settore la scomposizione di un progetto dopo l'elaborazione, anche se sembra un'operazione inutile o senza senso, può fornire numerose importanti informazioni. Tali informazioni si dividono in due principali categorie: quelle importanti e quelle meno importanti. Naturalmente, adesso ci chiederete come si fa a capire che cosa sarà importante e che cosa sarà meno importante; noi ci limitiamo a rispondervi che questa distinzione è a discrezione del progettista responsabile.

Per quanto ci riguarda, la cosa meno importante è la forma esterna (tridimensionale) dello scambiatore (dato che si vede senza scomporlo) e quindi l'ingombro, mentre riteniamo importantissime tutte le parti interne (dato che non si vedono).

 

I problemi della scomposizione geometrica

Uno dei maggiori problemi della scomposizione geometrica è la conoscenza nel campo della progettazione e degli strumenti utilizzati. La conoscenza infatti, è uno dei fattori determinanti in ogni progetto complesso che richiede abilità progettistica e strumenti di alto livello. Per quanto riguarda gli strumenti ad alto livello, dobbiamo affidarci a tutto ciò che la tecnologia è in grado di metterci a disposizione, trovando sempre un buon compromesso tra quest'ultima ed i relativi costi industriali. Per quanto riguarda invece l'abilità progettistica, le complicazioni che potrebbero sorgere sono ben diverse, dato che il fattore limite si concentra sulla presenza umana.

 

Geometia bidimensionale

La geometria bidimensionale si divide in due principali categorie: la sezione trasversale e la pianta del progetto. In quanto riteniamo che per definizione il termine tecnico pianta, è molto facilissimo da interpretare, ci concentreremo sul termine sezione trasversale che come vedremo in seguito risulterà molto complesso.

La scomposizione geometrica della pianta, è in grado di fornirci le seguenti informazioni:

• portata volumetrica
• perdite di carico
• informazioni riguardo l'eventuale formazione della turbolenza
• propagazione del calore sul piano orizzontale
• area della superficie bagnata
• area della superficie totale
• rigidezza e solidità meccanica

La scomposizione geometrica della sezione trasversale, è in grado di fornirci le seguenti informazioni:

• propagazione del calore sul piano verticale
• area della superficie bagnata
• area della superficie totale
• curve del calore (prima e seconda)
• curva della massima espansione teorica
• determinazione del passaggio di calore dalla base all'eventuale coperchio
• rigidezza e solidità meccanica

 

Note finali

In questo articolo abbiamo accennato in che modo la geometria potrebbe influire sulle prestazioni dei waterblock. Prima di iniziare ad approfondire ulteriormente l'argomento, vi proponiamo la seguente immagine (relativamente indicativa) e vi invitiamo a seguire le nostre prossime pubblicazioni.