Modellizzazione e misure di proprietà di trasporto nello scambio di calore e di massa nei mezzi porosi

La presente Tesi di Dottorato tratta il problema della modellizzazione e misura di proprietà di trasporto nello scambio di calore e di massa nei mezzi porosi. Lo studio è stato affrontato suddividendo il lavoro in due fasi successive: in un primo momento si è seguita la valutazione teorico/sperimentale del comportamento termico di alcuni materiali porosi utilizzati in ambito edilizio, con particolare attenzione nei riguardi delle alte temperature ed in condizioni di saturazione e, in seconda battuta, la caratterizzazione teorico/sperimentale del comportamento termico dei materiali porosi, con particolare attenzione nei riguardi della presenza di diversi contenuti di umidità. In particolare, lo studio è stato eseguito avvalendosi di due diverse strumentazioni. Nella prima fase, lâ apparecchiatura utilizzata è stata lâ Hot Disk Thermal Costant Analyzer, che opera in regime variabile, e che permette di risalire, in modo indipendente, operando iterativamente a partire dalle temperature da esso misurate, alla conduttività termica, al calore specifico ed alla diffusività termica del materiale allo studio. Le misure sperimentali di conduttività termica sono state effettuate su provini di calcestruzzo aerato autoclavato e su malte cementizie a base bentonitica. Il secondo strumento utilizzato è l' apparecchiatura a termoflussimetri HFM (Heat Flow Meter), che, operando in regime stazionario, restituisce il valore della conduttività termica del materiale studiato. Per la caratterizzazione teorica del problema riguardante i diversi contenuti di umidità, inoltre, ci si è avvalsi del codice di calcolo numerico agli elementi finiti HMTra (sviluppato precedentemente nel Dipartimento di Fisica Tecnica dellâ Università di Padova), al quale sono state apportate opportune modifiche al fine di essere applicato per la simulazione del comportamento dei provini del materiale in esame. Attraverso questo codice è stato possibile studiare in modo accoppiato il trasporto di calore e di massa (causato dallâ imposizione del gradiente termico nellâ apparecchiatura HFM), tenendo conto, oltre che della redistribuzione dell'umidità, anche del trasporto di calore latente dovuto al succedersi dei fenomeni di condensazione e rievaporazione dellâ umidità nei capillari. Il codice di calcolo è stato sviluppato per il calcestruzzo aerato autoclavato e validato per confronto con i dati ottenuti sperimentalmente