Progetto preliminare di un ventilatore controrotante per azionamento di una galleria del vento = Preliminary design of a contra-rotating fan for wind tunnel operation

Nel campo dei ventilatori assiali le macchine a due rotori controrotanti sono impareggiate in efficienza, tuttavia la maggiore complessità rispetto a equivalenti macchine monostadio le rende raramente una scelta giustificabile nei comuni campi di applicazione dei ventilatori. L'azionamento di una galleria del vento commerciale è un caso particolare, il suo impiego è sufficientemente estensivo e le prestazioni richieste sono relativamente elevate, così da beneficiare in maniera tangibile della riduzione dei costi di operazione anche a fronte di maggiore complessità. Nel seguente lavoro vengono introdotti i fenomeni fluidodinamici di maggiore rilavanza durante il progetto preliminare di una macchina assiale controrotante, viene proposta una panoramica delle basi teoriche ed empiriche utilizzate per la progettazione analitica di un ventilatore, e viene presentata la procedura seguita per ottenere una geometria capace di soddisfare i requisiti prestazionali necessari all'operazione di una galleria del vento commerciale. Il successo di questa procedura è poi valutato con l'utilizzo della fluidodinamica computazionale (CFD). Vengono utilizzate simulazioni RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes) con geometria periodica semplificata, interconnessa con un interfaccia mixing-plane. L'affidabilità di tale approccio è valutato analizzando lavori presenti in letteratura. Due delle geometrie prodotte analiticamente vengono analizzate, e si valuta che la procedura di design è utile ai fini ingegneristici, rispettando in maniera sufficientemente affidabile i requisiti e permettendo di iterare velocemente sul design. Infine, vengono discusse alcune possibilità future per il miglioramento delle analisi e delle prestazioni delle macchine.