Proprietà termofisiche dei mezzi porosi a temperatura ambiente e alta: conduttività termica di alimenti, resistenza termica di contatto ad alta temperatura e diffusività termica su componenti delle celle a combustibile

The study of heat transmission is very interesting both from the scientific and from the technical point of view, because it makes possible to realize efficient heat exchanges or effective thermal insulation. Heat exchange is governed, in the three ways it can take place (conduction, convection and radiation), by the thermophysical properties of the materials involved in the thermal transmission. The knowledge of these properties is, thus, a fundamental element for the study of thermal phenomena and for the design of technical devices. The mostly studied material properties, because of their considerable importance for heat conduction, are: • thermal conductivity λ; • thermal diffusivity α; • specific heat cp. Thermal conductivity is fundamental for the description of steady-state behavior, whereas the thermal diffusivity is important for transient conduction. In the present work, the activities carried on during the Ph. D. in Energy and Environment Engineering in order to determinate the thermophysical properties (mainly λ and α) of porous media at high and low temperature will be described. The activities can be summarized in three points: 1. measurement of thermal conductivity and its dependence on temperature during foods freezing; 2. simultaneous measurement of thermal conductivity, thermal diffusivity and contact thermal resistance at high temperature for porous media; 3. measurement of thermal conductivity of materials for solid oxides fuel cells.

Lo studio della trasmissione del calore presenta un notevole interesse sia dal punto di vista scientifico che da quello tecnico-applicativo, in quanto consente di realizzare sia scambi termici efficienti, sia efficaci isolamenti. Lo scambio di calore è governato, in tutti e tre i fenomeni attraverso cui esso può avvenire (conduzione, convezione ed irraggiamento), dalle proprietà termofisiche dei materiali coinvolti nello scambio stesso. La conoscenza di queste proprietà rappresenta, quindi, un elemento fondamentale sia per lo studio dei fenomeni termici, sia per la progettazione di dispositivi tecnici. Le proprietà dei materiali più studiate, data la loro notevole influenza sulla trasmissione del calore per conduzione, sono: • conduttività termica λ; • diffusività termica α; • calore specifico cp. Di queste, la conduttività termica è fondamentale per descrivere il comportamento in regime stazionario mentre la diffusività termica è fondamentale per descrivere il comportamento in regime transitorio. Nel presente lavoro verranno descritte le attività svolte durante il dottorato di ricerca in Ingegneria dell’Energia e Ambiente nella misura delle proprietà termofisiche (principalmente α e λ) dei mezzi porosi ad alta e bassa temperatura. Tali attività possono essere suddivise nel seguente modo: 1. misura di conduttività termica e sua dipendenza dalla temperatura durante il processo di congelamento degli alimenti; 2. misura contemporanea di conduttività termica, diffusività termica e resistenza termica di contatto ad alta temperatura su mezzi porosi; 3. misura della diffusività termica di materiali per celle a combustibili a ossidi solidi (SOFC).