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Thermal Management con materiali polimerici modificati Studente/i Relatore Manuel Robbiani Andrea Castrovinci Correlatore Anna Rita De Corso Committente MEMTi - DTI - SUPSI Corso di laurea Modulo Ing. Meccanica Progetto di diploma Anno 2018 - 2019 Data: 30.08.2019

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  • Thermal Management con

    materiali polimerici modificati

    Studente/i Relatore

    Manuel Robbiani Andrea Castrovinci

    Correlatore

    Anna Rita De Corso

    Committente

    MEMTi - DTI - SUPSI

    Corso di laurea Modulo

    Ing. Meccanica Progetto di diploma

    Anno

    2018 - 2019

    Data: 30.08.2019

  • 2

    Progetto di Diploma

  • 3

    Progetto di Diploma

    Indice generale

    Content

    1. Abstract 6

    2. Progetto assegnato 7

    3. Piano di lavoro 9

    4. Stato dell’arte 10

    5. Design of Experiments miscele 11

    6. Compounding 12

    7. Stampaggio 14

    8. Misurazioni 15

    8.1 Formule 16

    9. Analisi dei risultati 19

    10. Conclusioni 24

    11. Bibliografia 26

  • 4

    Progetto di Diploma

    Indice delle figure Figura 1: Gantt ............................................................................................................ 9

    Figura 2: Primo piano sperimentale ........................................................................... 11

    Figura 3: Piano sperimentale modificato ................................................................... 12

    Figura 4: Estrusore .................................................................................................... 12

    Figura 5: Soluzione carica in "bocca macchina" ........................................................ 13

    Figura 6: Pressa ad iniezione usata per lo stampaggio delle piastre ......................... 14

    Figura 7: Strumento di misura H112A e generatore di tensione ................................ 15

    Figura 8: Schema unita conduzione termica lineare .................................................. 16

    Figura 9: Schema unità di misura .............................................................................. 17

    Figura 10: Schema con distanze termocoppie in metri .............................................. 17

    Figura 11: Piano DOE miscele .................................................................................. 20

    Figura 12: Analisi responso conducibilità termica ...................................................... 20

    Figura 13: Dati statistici responso conducibilità termica ............................................ 21

    Figura 14: Analisi diagnostica responso conducibilità termica .................................. 22

    Figura 15: modello matematico conducibilità termica ................................................ 22

    Figura 16: Influenza dei parametri sul resposno........................................................ 23

    Figura 17: Rappresentazione grafica conducibilità termica ....................................... 23

    Figura 18: Struttura nanoplatelet ............................................................................... 24

    Figura 19: Modalità di misura .................................................................................... 25

  • 5

    Progetto di Diploma

    Indice delle tabelle Tabella 1: Progetto assegnato ..................................................................................... 8

    Tabella 2: Valori di conducibilità termica ................................................................... 19

  • 6

    Progetto di Diploma

    1. Abstract

    Il lavoro di tesi è incentrato sullo studio e l’analisi di polimeri termicamente conduttivi, in

    particolare sull’analisi dell’influenza dei diversi filler sul valore di conducibilità termica.

    Tale tecnologia permette la produzione di pezzi inizialmente pensati per essere composti in

    metallo o altri materiali e sostituirli con pezzi realizzati in polimero. Questo cambiamento oltre

    ad avere un’influenza sui costi di produzione ha il vantaggio di conferire a questi pezzi le

    caratteristiche delle materie plastiche.

    Il progetto si articola principalmente in due fasi: produzione dei compound con diversi additivi

    termicamente conduttivi e l’analisi dei compound tenendo conto delle caratteristiche termiche

    e strutturali dei filler.

    La prima fase è molto pratica in quanto si è estruso il compound con i due filler scelti,

    dopodiché il polimero caricato è stato stampato in piastre per poi poter ottenere dei provini

    tondi.

    Nella fase di analisi si è dapprima fatta una campagna di misure sperimentali della

    conducibilità termica dei provini per poi attraverso il l’utilizzo del software Design Expert

    eseguire lo studio del comportamento dei polimeri additivati così da poter correlare le proprietà

    termiche misurate con la microstruttura dei materiali.

    The thesis focuses on the study and analysis of thermally conductive polymers, in particular

    on the analysis of the influence of different fillers on the value of thermal conductivity.

    This technology allows the fabrication of items that were initially designed to be made of metal

    or other materials and replaces them with pieces made of polymer. This change, in addition to

    having an influence on production costs, has the advantage of giving these pieces the

    characteristics of plastic materials.

    The project is mainly divided into two phases: production of compounds with different thermally

    conductive additives and analysis of the compounds taking into account the thermal and

    structural characteristics of the fillers.

    The first phase is very practical as the compound was extruded with two chosen fillers, after

    which the loaded polymer was printed into slabs then consequentially cut into round test

    samples.

    In the analysis phase, first various comparisons of experimental measurements of the thermal

    conductivity of the test samples were carried out, then, through the use of the Design-Expert

    software, the additive polymers were studied so as to be able to correlate the thermal

    properties measured with the microstructure of the materials.

  • 7

    Progetto di Diploma

    2. Progetto assegnato

    Descrizione del progetto

    Titolo del progetto Thermal Management con materiali polimerici

    modificati

    Confidenziale No

    Descrizione progetto I materiali polimerici sono intrinsecamente

    isolanti termici. Per alcuni settori tecnologici si

    stanno sviluppando compound polimerici

    additivati al fine di aumentare la conducibilità

    termica. Le applicazioni per cui questi materiali

    vengono realizzati sono il “Thermal

    management” per prodotti quali, ad esempio,

    l’elettronica di consumo. Un esempio tipico sono

    le plastiche utilizzate per realizzare i LED, oppure

    l’housing di motori elettrici/batterie, etc.

    In questo lavoro di tesi si dovranno preparare una

    serie di compound additivati da diverse cariche

    termicamente conduttive e testarne la

    conducibilità termica.

    Lo studente dovrà, studiando la letteratura di

    riferimento, identificare i filler termicamente

    conduttivi e proporre le formulazioni da

    preparare. Il lavoro proseguirà con il

    compounding delle formulazioni selezionate, la

    preparazione dei provini e la loro

    caratterizzazione termica e microstrutturale.

    Lo studente dovrà in fine analizzare e correlare la

    microstruttura dei materiali preparati con le

    proprietà termiche misurate.

    Compiti • Definire gli obbiettivi di progetto e

    redigere un quaderno dei compiti

    completo

    • Analizzare i filler termicamente conduttivi

    • Definire ed eseguire la campagna di

    preparazione dei materiali

    • Preparare dei provini per la

    caratterizzazione termica e

    microstrutturale

    • Definire ed eseguire la campagna di

    misure sperimentali

    • Analizzare i dati

    • Redigere rapporto

    Obiettivi • Definire formulazioni termicamente

    conduttive

    • Svolgere la campagna di misure

    sperimentali

    • Analizzare i risultati prodotti

    Tecnologie • Competenze di base nell’ambito delle

    materie plastiche

  • 8

    Progetto di Diploma

    • Compounding di materiali polimerici

    • Preparazione provini

    • Caratterizzazione termica dei compound

    polimerici

    • Caratterizzazione microstrutturale dei

    provini

    Tabella 1: Progetto assegnato

  • 9

    Progetto di Diploma

    3. Piano di lavoro

    Figura 1: Gantt

  • 10

    Progetto di Diploma

    4. Stato dell’arte I materiali polimerici sono intrinsecamente isolanti termici. Tuttavia il mercato richiede materiali polimerici conduttivi per una serie di applicazioni come nell’elettronica i LED oppure nell’automotive i vani per le batterie oppure dei fari. Questo perché si vogliono sfruttare sempre di più le caratteristiche della plastica come per esempio la bassa densità, la facilità di formatura, le caratteristiche meccaniche o il costo contenuto. Per poter rendere un polimero termicamente conduttivo è necessario additivarlo con dei filler. Esisto filler di diverso tipo: metallico, a base di carbonio e ceramici. Le cariche metalliche come alluminio, argento e rame conferiscono al polimero si conducibilità termica che elettrica. Tipicamente hanno forme e dimensioni differenti quindi la loro distribuzione all’interno del polimero fa variare molto le proprietà termiche del compound. Più le dimensioni sono ridotte maggiore è l’impatto sul valore di conducibilità termica. Uno svantaggio, se si può dire così, dei filler metallici è la densità maggiore. Le cariche a base di carbonio presentano invece un valore di densità parecchio minore rispetto a quelle metalliche. Le loro dimensioni sono tipicamente minori fino ad arrivare a dimensioni nanometriche comportando però difficoltà nella dispersione della carica all’interno del compound. Inoltre le dimensioni così ridotte fanno diventare il filler più costoso. Si è notato però che paragonando un compound con filler a base di carbonio con uno metallico si ottengono valori di conducibilità termica molto simili diminuendo il contenuto di carica. Infine le cariche ceramiche come il nitruro di alluminio, il nitruro di boro e il carburo di silicio vengono tipicamente utilizzate quando si vuole conducibilità termica ma non quella elettrica. Anche questi presentano una densità minore rispetto a cariche metalliche, inoltre hanno una resistenza termica maggiore. La difficoltà di preparazione di alcuni filler ceramici li rendono relativamente più costosi rispetto a quelli metallici e a base di carbonio. Per questo progetto si è deciso di studiare l’andamento della conducibilità termica di compound composti da: -Polipropilene 100-GA12 della Ineos -Ossido di alluminio (Al2O3) NO 713-10 della Nabalox - Grafite C-Therm 001 della Imerys Queste scelte sono dovute in quanto il costo doveva essere il più basso possibile e i materiali dovevano essere reperibili facilmente per mancanza di tempo. Infatti Al2O3 era già presente in laboratorio mentre il PP e la grafite è stato possibile averle tramite aziende locali. Il C-Therm 001 non “rientrava nel budget” perché essendo una polvere nanometrica ha un costo maggiore rispetto ad una grafite normale però l’azienda Imerys ci ha donato un sacco da 13 kg per uso didattico. Le schede tecniche sono presenti negli allegati.

  • 11

    Progetto di Diploma

    5. Design of Experiments miscele

    Tramite un piano sperimentale si vuole studiare il comportamento della conducibilità termica

    di un materiale polimerico additivato al variare del contenuto percentuale di filler. A tale scopo

    viene utilizzato un piano sperimentale DOE delle miscele.

    Per iniziare è necessario determinare i parametri influenti da fare variare, i loro range di

    variazione ed il responso che si vuole poi in seguito analizzare.

    I parametri scelti in questo caso sono i tre componenti del compound e sono espressi in

    frazione massica in quanto in seguito per il compounding l’estrusore lavora con percentuali

    massiche.

    Parametri:

    • A: Wt% di polipropilene

    • B: Wt% di Al2O3

    • C: Wt% di C-Therm

    Per i range dei filler scelti sono stati presi dei valori trovati in letteratura:

    • Al2O3 al massimo 80%

    • C-Therm al massimo 40 %

    Mentre come responso è stato scelto il valore di conducibilità termica.

    Figura 2: Primo piano sperimentale

    Quello mostrato in Figura 2 è il piano sperimentale implementato dal software con le

    percentuali di filler sopracitate. Una volta iniziato il compounding attraverso l’estrusore

    presente in laboratorio però ci si è accorti che la macchina non riusciva a lavorare questi

    quantitativi di filler, in quanto la macchina a disposizione ha dei limiti sulle portate massiche

    trattabili durante il processo. Per questo il piano sperimentale è stato modificato, diminuendo

    le quantità di Al2O3 e di C-Therm.

  • 12

    Progetto di Diploma

    Figura 3: Piano sperimentale modificato

    Nel piano sperimentale modificato come si può vedere in Figura 3 le percentuali massime di

    filler sono state abbassate a:

    • 40 % per Al2O3

    • 20 % per C-Therm

    6. Compounding

    Per l’operazione di compound è stato utilizzato l’estrusore Leistritz presente in laboratorio. Il

    macchinario è composto da un estrusore bi-vite con 8 termoresistenze, 3 dosatori, uno grande

    per il polimero mentre 2 più piccoli per le cariche, una vasca di raffreddamento ad acqua ed

    una taglierina.

    Figura 4: Estrusore

  • 13

    Progetto di Diploma

    All’interno del piano sperimentale sono presenti due prove (dette Run) con solamente

    polipropilene, quindi in questo caso il polimero non è stato fatto passare attraverso l’estrusore.

    Per le Run 8 e 9 in cui il polimero è stato additivato con Al2O3, l’operazione di compounding è

    stata eseguita immettendo la carica attraverso una vite laterale (side-feeder) mentre per tutte

    le altre Run l’aggiunta della carica è stata dovuta fare in “bocca macchina” (Figura 5) in quanto

    il valore basso di densità della grafite faceva si che la polvere si fermasse nell’imbuto del

    dosatore comportando una portata di carica minore all’interno del polimero e di conseguenza

    il compound non era additivato con la corretta percentuale richiesta dal piano.

    La scelta di inserire la carica in “bocca macchina” è stata fatta in quanto nello stesso punto

    viene immesso anche il polimero ed avendo un valore di densità differente “spingeva” la carica

    nell’estrusore.

    Figura 5: Soluzione carica in "bocca macchina"

    In allegato c’è il protocollo di lavoro dell’estrusione con tutti i parametri della macchina.

    Per ogni Run sono stati prodotti circa 3 kg di compound in quanto era il quantitativo minimo

    per, in seguito, lo stampaggio delle piastre da cui ottenere i provini.

    Per poter portare i compound prodotti allo stampaggio è stato necessario essiccarli.

    L’operazione è stata fatta mediante l’essiccatore ed il forno presenti in laboratorio ad una

    temperatura di 80 °C per circa 2 ore. Di norma servirebbero almeno 4 ore per essiccare un

    polimero in maniera corretta ma utilizzando il polipropilene è stato possibile diminuire il tempo

    di essiccazione in quanto il polimero non assorbe molta acqua.

    Infine i compound sono poi stati messi sottovuoto per mantenere il contenuto basso di umidità.

  • 14

    Progetto di Diploma

    7. Stampaggio

    Lo stampaggio è stato eseguito con l’aiuto dell’azienda SIP SA di San Vittore, in quanto in

    SUPSI non è presente il macchinario necessario, ed è stata usata una pressa ad iniezione

    Arburg Allrounder 320 C 600-225 (Figura 6) con uno stampo con l’impronta di una piastra 100

    x 100 mm e spessa 3 mm.

    Figura 6: Pressa ad iniezione usata per lo stampaggio delle piastre

    Inizialmente è stata dovuta pulire la macchina in quanto all’interno della vite era presente del

    materiale di vecchie lavorazioni. L’operazione è stata eseguita immettendo del polimero puro,

    in questo caso polipropilene, oppure una miscela di polimero e detersivo, all’interno della vite

    così da togliere qualsiasi residuo.

    Come prime sono state eseguite le stampe delle Run con PP puro così da avere la macchina

    senza impurità. Sono state fatte dapprima delle prove così da trovare i parametri giusti di

    stampaggio per ottenere delle piastre senza imperfezioni mentre, una volta aggiustati i

    parametri, sono state stampate una decina di piastre da utilizzare per i provini.

    Queste operazioni sono state fatte anche per tutte le altre Run, in quanto non era possibile

    utilizzare gli stessi parametri di stampaggio per ogni compound visto che le proprietà di ognuno

    variano a dipendenza di quanta e quale carica è presente nel polimero.

    In allegato sono presenti i parametri di stampaggio utilizzati per ogni compound.

  • 15

    Progetto di Diploma

    8. Misurazioni

    Le misure sperimentali sono state eseguite tramite un unità di conduzione termica lineare

    H112A della P.A.Hilton Ltd presente in SUPSI.

    Lo strumento di misura è costituito da un generatore di tensione e da due cilindri in cui viene

    inserito il provino da testare.

    Figura 7: Strumento di misura H112A e generatore di tensione

    Il cilindro isolato superiore è costituito da una zona che si riscalda, da delle termocoppie per

    monitorare la temperatura e da una sezione di ottone che trasmette il calore al provino. Il

    cilindro isolato inferiore ha anche esso una sezione di ottone, ma questa volta per ricevere il

    calore dal provino. Inoltre ha delle termocoppie e una zona raffreddata ad acqua.

    Il funzionamento di questo strumento di misura consiste nel fornire calore alla parte superiore

    così da creare un flusso lineare di calore verso il basso che attraversi il provino e quindi

    misurare, attraverso le termocoppie posizionate all’interno dei cilindri, le diverse temperature

    prima e dopo il provino. In seguito attraverso alcune piccole formule si può ricavare il valore di

    conducibilità termica del provino.

    La procedura eseguita per effettuare le misure consisteva in:

    • Ricavare dalle piastre di compound dei dischetti di 25 mm di diametro in quanto il

    provino deve avere le stesse dimensioni della sezione in ottone per il trasferimento di

    calore.

    • Pulire i campioni con dell’etanolo per non avere residui dalle lavorazioni di stampaggio

    e di fustellatura.

    • Applicare uno strato di pasta termica su entrambi i lati del provino così da assicurare

    assenza di aria (isolante) tra le superfici in contatto nello strumento di misura.

    • Inserire il provino nello strumento di misura e bloccarlo in posizione con il cilindro

    superiore.

  • 16

    Progetto di Diploma

    • Aumentare il voltaggio così da creare il flusso di calore all’interno dello strumento di

    misura. In questo progetto è stato usato un voltaggio di 80 V e 100 V a dipendenza del

    compound da testare.

    • Attendere fino a quando il sistema non diventa stazionario, cioè quando le temperature

    non si stabilizzano.

    • Una volta acquisiti i dati il sistema deve essere raffreddato per poi poterlo smontare e

    rifare una seconda misura

    Figura 8: Schema unita conduzione termica lineare

    8.1. Formule

    Per ottenere il valore di conducibilità termica dai valori di temperatura misurati è necessaria

    qualche formula.

    Prima di tutto si ipotizza che il sistema è perfettamente isolato quindi che tutta l’energia fornita

    attraversi il provino.

  • 17

    Progetto di Diploma

    Figura 9: Schema unità di misura

    Con questa ipotesi possiamo quindi applicare la legge di Fourier al provino, per cui:

    �̇� = 𝑘𝑖𝑛𝑡𝐴𝑖𝑛𝑡∆𝑇𝑖𝑛𝑡∆𝑥𝑖𝑛𝑡

    Dove

    ∆𝑇𝑖𝑛𝑡 = (𝑇ℎ𝑜𝑡𝑓𝑎𝑐𝑒 − 𝑇𝑐𝑜𝑙𝑑𝑓𝑎𝑐𝑒)

    E quindi

    𝑘𝑖𝑛𝑡 =𝑄 ̇ ∆𝑥𝑖𝑛𝑡

    𝐴𝑖𝑛𝑡 (𝑇ℎ𝑜𝑡𝑓𝑎𝑐𝑒 − 𝑇𝑐𝑜𝑙𝑑𝑓𝑎𝑐𝑒)

    Il pedice “int” sta ad indicare il provino.

    Inoltre

    �̇� = 𝑉 × 𝐼

    Quindi le uniche incognite che serve calcolare sono le temperature delle superfici a contatto

    con lo strumento di misura. Conoscendo però le distanze delle termocoppie all’interno dello

    strumento le due temperature si possono calcolare semplicemente.

    Figura 10: Schema con distanze termocoppie in metri

  • 18

    Progetto di Diploma

    Quindi si possono ricavare

    𝑇ℎ𝑜𝑡𝑓𝑎𝑐𝑒 = 𝑇3 −(𝑇2 − 𝑇3)

    2

    𝑇𝑐𝑜𝑙𝑑𝑓𝑎𝑐𝑒 = 𝑇6 +(𝑇6 − 𝑇7)

    2

    Visto che è stata applicata della pasta termica per evitare aria tra le superfici, si è deciso di

    calcolare l’influenza che ha sul valore di conducibilità termica finale ed eliminarlo attraverso la

    formula della resistenza termica.

    Durante il calcolo della resistenza termica è necessario ipotizzare uno spessore della pasta

    termica e visto che è applicata a mano, il valore reale può discostarsi dal valore dato.

    𝑅𝑡𝑜𝑡 =∆𝑇

    �̇�

    Dalla formula della legge di Fourier si può ricavare:

    ∆𝑇

    �̇�=

    ∆𝑥𝑡𝑜𝑡𝑘𝑡𝑜𝑡𝐴𝑖𝑛𝑡

    Quindi

    𝑅𝑡𝑜𝑡 =∆𝑥𝑡𝑜𝑡

    𝑘𝑡𝑜𝑡𝐴𝑖𝑛𝑡

    Il valore di conducibilità termica ktot è quello di tutto il sistema, comprendente il provino e la

    pasta termica, che viene calcolato semplicemente attraverso i dati raccolti dalle misure.

    Dopo aver trovato il valore di Rtot si applica la formula per calcolare la conducibilità termica

    effettiva del provino.

    kint_eff = ∆xint ∙ (Rtot −2 ∙ ∆xpaste

    kpaste ∙ Apaste)

    −1

    ∙ Aint−1

  • 19

    Progetto di Diploma

    9. Analisi dei risultati

    Le misure sono state eseguite su 3 campioni per ogni compound, così da notare se durante i

    processi di produzione e di stampaggio ci sono stati degli errori. Per ogni Run è poi stata fatta

    una media dei valori ottenuti di conducibilità termica dei 3 campioni ed è stata calcolata la

    deviazione standard.

    I valori così ottenuti si possono vedere nella seguente tabella.

    Tabella 2: Valori di conducibilità termica

    Per poter ritendere che tra un campione e l’altro dello stesso compound non ci siano differenze

    dovute appunto alle lavorazioni precedenti il valore del rapporto tra deviazione standard (Dev)

    e conducibilità termica (k) non deve essere superiore al 10%. In questo caso come possiamo

    vedere in Tabella 2 il valore massimo ottenuto è 1.5%.

    Osservando invece i valori di conducibilità termica si nota come, giustamente, all’aumentare

    della quantità di carica presente nel compound il valore aumentino, raggiungendo un valore

    massimo nella Run 6, cioè il compound caricato al 20% Al2O3 e 20 % C-Therm, di 1.207 W/mK.

    Il fatto che il valore massimo di conducibilità risulti nel compound con la maggior quantità di

    filler, e soprattutto con la maggior quantità di grafite, era aspettata in quanto la grafite pura ha

    una conducibilità termica maggiore rispetto all’ossido di alluminio.

    L’unico valore di conducibilità termica che non corrisponde a quello che dovrebbe essere in

    realtà è quella del PP puro (Run 7 e Run 10). Il valore di k reale dovrebbe aggirarsi attorno

    agli 0.2 W/mK mentre da misure risulta nettamente più alto, con un malore medio di 0.729

    W/mK.

    Questo dato ha un po’ complicato le operazioni di misura perché si pensava che lo strumento

    di misura non fosse adatto per questa analisi.

    Innanzitutto perché con questa strumentazione viene ipotizzato che il sistema è perfettamente

    isolato, cioè che tutto il calore fornito passi attraverso il provino e quindi che non ci sono delle

    perdite di calore. Questa ipotesi va bene se in analisi ci sono dei campioni metallici con valori

    di conducibilità termica cento volte superiori, mentre per l’analisi di materiali isolanti o con

    valori di k così basso come quelli di quest’analisi lo strumento di misura ha dei limiti. Questi

    limiti sono dovuti al fatto che, essendo il materiale in analisi poco conduttivo, il sistema fa molta

    più fatica a raggiungere la stazionarietà poiché lavorando con potenze termiche basse la

    strumentazione necessita molto tempo per scaldarsi.

  • 20

    Progetto di Diploma

    Inoltre mettendoci molto tempo per raggiungere la stazionarietà ed essendo poco conduttivo

    il provino è possibile che si formino delle perdite di calore.

    Tenendo conto di questi limiti si è però notato che i valori ottenuti per le altre Run possono

    essere ritenuti affidabili in quanto è stato possibile fare un confronto con un valore presente in

    letteratura che indicava un valore di k per il compound additivato al 20% C-Therm di circa 0.8

    W/mK, mentre nelle misurazioni effettuate (Run 3 e Run 5) si è ottenuto un valore medio di

    0.9 W/mK.

    Per verificare inoltre se questi dati posso essere ritenuti significativi è stata fatta l’analisi del

    piano sperimentale tramite il software Design Expert.

    Figura 11: Piano DOE miscele

    Per l’analisi si è scelto di utilizzare un modello lineare suggerito dal software in quanto già

    utilizzato per creare il piano sperimentale.

    Figura 12: Analisi responso conducibilità termica

    Il valore F value del modello è di 25.45 ciò implica che il modello è significativo e vi è solo una

    percentuali pari allo 0.06% che il modello sia disturbato da rumore.

  • 21

    Progetto di Diploma

    Tramite l’analisi ANOVA (analisi della varianza) si può calcolare il coefficiente di

    determinazione R2, indice della proporzionalità tra la variabilità dei dati e la correttezza del

    modello statistico utilizzato.

    Figura 13: Dati statistici responso conducibilità termica

    I valori di interesse presenti nella Figura 13 sono quelli racchiusi nel riquadro.

    I primi tre sono valori che rappresentano il coefficiente di determinazione R2. Se il loro valore

    si avvicina ad uno e la differenza tra Pred R-Squared e Adj R-Squared è minore di 0.2 il

    modello risulta affidabile.

    Inoltre il valore Adeq Precision misura il range di rumore del segnale, e se questo è maggiore

    di 4 il modello è affidabile.

    In seguito viene fatta un’analisi diagnostica, mostrando dei grafici che permettono di

    apprezzare la bontà del piano sperimentale utilizzato.

  • 22

    Progetto di Diploma

    Figura 14: Analisi diagnostica responso conducibilità termica

    I due grafici si riferiscono alle Run effettuate nel piano sperimentale. L’assenza di trend nel

    primo grafico, ovvero una disposizione dei dati delle prove, permette di validare il piano

    sperimentale. Se fosse stato presente, per esempio se i punti fossero disposti secondo una

    forma ad S, sarebbe stata necessaria una modifica prima di iniziare l’analisi.

    Mentre l’assenza di trend nel secondo grafico è ancora più significativo in quanto esclude una

    dipendenza dal tempo del piano sperimentale che comporterebbe ulteriori prove.

    Il software permette anche di definire un modello matematico che esprime il responso come

    somma dei diversi parametri scelti:

    Figura 15: modello matematico conducibilità termica

    Il prossimo grafico permette di valutare in che modo i componenti della miscela influiscano sul

    responso, cioè sulla conducibilità termica. Maggiore è la pendenza della retta maggiore è

    l’influsso del componente.

  • 23

    Progetto di Diploma

    Figura 16: Influenza dei parametri sul resposno

    Dalla Figura 16 si può quindi dedurre che all’aumentare di A (PP) la conducibilità termica

    diminuisce, mentre all’aumentare di B (Al2O3) e di C (C-Therm) la conducibilità aumenta ed

    inoltre l’influsso di C è maggiore rispetto a quello di B.

    In Figura 17 viene rappresentato graficamente il piano comprensivo delle limitazioni date

    all’inizio del piano sperimentale ai diversi parametri. L’area indica i valori di conducibilità

    termica ottenuti mentre i punti rossi sono le prove effettuate.

    Figura 17: Rappresentazione grafica conducibilità termica

  • 24

    Progetto di Diploma

    10. Conclusioni

    L’obbiettivo del lavoro di tesi ovvero definire formulazioni termicamente conduttive, svolgere

    la campagna di misure sperimentali e eseguire l’analisi dei risultati prodotti è stato raggiunto.

    Il lavoro si può dire che è stato suddiviso in 3 parti.

    La prima parte ovvero quella di studio è servita per entrare in materia nell’ambito di compound

    termicamente conduttivi, scoprendo i diversi tipi di filler e le loro proprietà, per poi sceglierne

    alcuni per le analisi successive.

    La seconda parte invece è stata più pratica in quanto è stato necessario produrre i compound

    combinando il polimero e i diversi filler, pero poi portare il tutto in SIP SA per produrre delle

    piastre necessarie a creare i provini. In ultimo sono state effettuate le misure attraverso l’unita

    di conduzione termica lineare.

    Mentre l’ultima parte è stata l’analisi dei dati raccolti e lo studio del comportamento delle

    cariche al variare delle proporzioni con la matrice polimero.

    Dalle misure eseguite si può concludere che lo strumento di misura della conducibilità termica

    lineare presente in laboratorio ha dei limiti e che non è molto adatta per le misure su campioni

    isolanti termicamente in quanto l’ipotesi che il flusso di calore si traferisca tutto dalla zona

    riscaldata a quella raffreddata non è completamente veritiera.

    Mentre dalle analisi finali si può definire che i risultati ottenuti sono affidabili dovuto al fatto che

    ci sono dei valori in letteratura che permettono un paragone, vedi il valore di k del compound

    caricato al 20% C-Therm di 0.9 W/mK rispetto a quello in letteratura di 0.8 W/mK.

    Considerando la struttura delle particelle di cui sono fatti i filler si può notare che la conducibilità

    termica è maggiore nei compound con grafite in quanto la carica è composta da nanoplatelet

    mentre l’ossido di alluminio è sferico. Questa struttura nanometrica ha il vantaggio che pur

    diminuendo la percentuale di filler all’interno del compound si ottengono prestazioni migliori

    per quanto riguarda la conduzione termica.

    Figura 18: Struttura nanoplatelet

    La soluzione ideale è quella, come visto durante le misure, di avere un compound ibrido cioè

    additivato con più di una carica. Questo oltre a migliorare le proprietà conduttive permette di

    avere ulteriori proprietà date dagli altri filler, per esempio nel nostro caso la combinazione di

    grafite e ossido d’alluminio ha la conducibilità più alta ma inoltre il compound acquisisce la

    proprietà dei ceramici di avere una espansione termica ridotta.

    Un’ultima considerazione può essere fatta a proposito del metodo di misura in quanto la

    conducibilità termica può essere misurata in due modi:

    - Conducibilità termica misurata Through Plane, come è stato fatto nel nostro caso, oppure

    - Conducibilità termia misurata In-Plane

  • 25

    Progetto di Diploma

    Figura 19: Modalità di misura

    La differenza tra questi due metodi di misura è il fatto che il valore di conducibilità termica di

    un compound misurato con metodo In-Plane è maggiore rispetto a quello misurato con

    metodo Through Plane in quanto nel momento dello stampaggio le fibre del filler si orientano

    parallelamente al piano e quindi conferiscono una migliore proprietà conduttiva.

  • 26

    Progetto di Diploma

    11. Bibliografia

    • Giancarlo Locati/Arturo Fiocca, La “Plastica” conoscerla per apprezzarla, Consorzio Proplast,

    2015

    • P.A.Hilton Ltd, H112A Manual, 2011

    • Catherine Thibaud-Erke, Final report-High Thermal Conductivity Polymer Composites for Low-

    Cost Heat Exchangers, 2016

    • Francesco Manarini/ Luca Posca, Termoconduttivi-Compound ad alta temperatura, Lati, 2015

    • Alok Agrawal/Alok Satapathy, Experimental investigation of micro-sized aluminium oxide

    reinforced epoxy composites for microelectronic applications, ScienceDirect, 2014

    • http://www.imerys-graphite-and-carbon.com/wordpress/wp-

    app/uploads/2017/10/IMERYS_Thermal-Conductivity-Solutions.pdf

    • http://www.compoundingworld.com/timcal

  • 27

    Progetto di Diploma

    Allegati

    I. Scheda Tecnica PP Ineos

  • 28

    Progetto di Diploma

    II. Scheda tecnica ossido di alluminio

  • 29

    Progetto di Diploma

  • 30

    Progetto di Diploma

    III. Scheda tecnica grafite

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    Progetto di Diploma

    IV. Protocollo Estrusione

    Prodotto/Progetto PP + Al2O3 / grafite Data 16-17 / 07 / 2019

    Operatore/i Spaggiari Marco, Robbiani Manuel

    Consegna (kg) 8 mescole secondo piano sperimentale, 3 kg a mescola (Tot. ≃ 24 kg) V.

    Componenti 𝜌𝑎𝑝𝑝. [g/l] Dosatore 𝑃𝑑𝑒𝑡. [kg/h] Posizione wt% kg Lotto

    PP Ineos 100 GA-12 579 DO1 38.646 BM Vedi DOE Vedi DOE -

    Nabalox no 713-10 1’037 DO2 17.995 BM / SF Vedi DOE Vedi DOE -

    Timrex C-Therm 001 120 DO2 4.381 BM Vedi DOE Vedi DOE -

    VI. Legenda dosatori: DO1 = dosatore 1; DO2 = dosatore 2; DO3 = dosatore 3.

    VII. Legenda Posizione: BM = bocca macchina; SF = side feeder.

    Estrusione: ora inizio: ora fine: Tempo tra rilevamenti successivi:

    UM SET

    Run

    1 2 3 4 5 6 8 9

    Essiccazione °C - - - - - - - - -

    h - - - - - - - - - -

    Pre-riscaldamento °C - - - - - - - - -

    h - - - - - - - - -

    Dosaggio

    Portata kg/h 8 8 8 8 8 8 5 8 8

    DO1 kg/h - 6.96 4.8 6.4 6 6.4 3 4.8 4.8

    DO2 kg/h - 1.04 3.2 1.6 2 1.6 2 3.2 sf 3.2 sf

    DO3 kg/h - - - - - - - - -

    Temperature /

    pressione

    Z1 °C 160 160 160 160 160 160 160 160 160

    Z2 °C 190 190 190 190 190 190 190 190 190

    Z3 °C 210 210 210 210 210 210 210 210 210

    Z4 °C 230 230 230 230 230 230 230 230 230

    Z5 °C 230 230 230 230 230 230 230 230 230

    Z6 °C 230 230 230 230 230 230 230 230 230

    Z7 °C 220 220 220 220 220 220 220 220 220

    Z8 °C 210 210 210 210 210 210 210 210 210

    Melt °C 214 220 214 213 214 215 210 210

    bar 15 20 19 19 19 18 15 15 VIII.

    Estrusore VP

    rpm 600 600 600 600 600 600 600 600 600

    A % 67 75 70 69 70 57 59 59

    SF rpm 200 50 50 50 50 50 50 200 200

    Dosatori

    DO1 % 16.26 8 49.66 13.8 49.66 5.5 7.96 7.96

    DO2 % 13.6 66 14.26 37.5 14.26 28.7 18.02 18.02

    DO3 % - - - - - - - -

    Legenda: VP = vite principale; SF = side feeder; rpm = rotazioni al minuto; A = assorbimento.

    Vuoto ON - ON ON ON ON ON ON ON ON ON

    OFF - - - - - - - - - -

    Trituratore Cilindro traino rpm 40 40 40 40 40 40 40 40 40

    Taglio (motore) rpm 40 40 40 40 40 40 40 40 40

    Post-essiccazione Temperatura °C 80

    Tempo h 2

  • 32

    Progetto di Diploma

    V. Parametri di stampaggio

    RUN 1

    Unità di misura

    Pre-essicazione °C 80 h 2

    T1 °C 190

    T2 °C 195

    T3 °C 200

    Temperature T4 °C 200

    Ugello °C 205

    Stampo fisso °C 70

    Stampo mobile °C 70

    Rotazione vite mm/s 120

    Plastificazione Dosaggio mm/s 54.3

    Tempo

    raffreddamento s 35

    Velocità iniezione mm/s 40

    Contropressione Bar 50

    Iniezione Forza chiusura kN 600

    Picco di pressione Bar 500

    Press. commutazione Bar 470

    Pressione Bar 300 650 450 250

    Mantenimento Tempo s 1 4 2 2

    Cuscino mm 5

  • 33

    Progetto di Diploma

    RUN 2 - RUN 6

    Unità di misura

    Pre-essicazione °C 80 h 2

    T1 °C 225

    T2 °C 230

    T3 °C 230

    Temperature T4 °C 235

    Ugello °C 240

    Stampo fisso °C 90

    Stampo mobile °C 90

    Rotazione vite mm/s 90

    Plastificazione Dosaggio mm/s 53

    Tempo

    raffreddamento s 30

    Velocità iniezione mm/s 80

    Contropressione Bar 60

    Iniezione Forza chiusura kN 600

    Picco di pressione Bar 528

    Press. commutazione Bar 550

    Pressione Bar 300 800 450 250

    Mantenimento Tempo s 1 4 2 2

    Cuscino mm 5

  • 34

    Progetto di Diploma

    RUN 3 – RUN 5

    Unità di misura

    Pre-essicazione °C 80

    h 2

    T1 °C 205

    T2 °C 215

    T3 °C 215

    Temperature T4 °C 220

    Ugello °C 220

    Stampo fisso °C 90

    Stampo mobile °C 90

    Rotazione vite mm/s 120

    Plastificazione Dosaggio mm/s 53.5

    Tempo

    raffreddamento s 30

    Velocità iniezione mm/s 5

    Contropressione Bar 60

    Iniezione Forza chiusura kN 600

    Picco di pressione Bar 600

    Press. commutazione Bar 176

    Pressione Bar 300 700 450 250

    Mantenimento Tempo s 1 4 2 2

    Cuscino mm 5

  • 35

    Progetto di Diploma

    RUN 4

    Unità di misura

    Pre-essicazione °C 80

    h 2

    T1 °C 210

    T2 °C 215

    T3 °C 215

    Temperature T4 °C 220

    Ugello °C 220

    Stampo fisso °C 90

    Stampo mobile °C 90

    Rotazione vite mm/s 90

    Plastificazione Dosaggio mm/s 54

    Tempo

    raffreddamento s 30

    Velocità iniezione mm/s 100

    Contropressione Bar 60

    Iniezione Forza chiusura kN 600

    Picco di pressione Bar 600

    Press. commutazione Bar 476

    Pressione Bar 300 800 450 250

    Mantenimento Tempo s 1 4 2 2

    Cuscino mm 5

  • 36

    Progetto di Diploma

    RUN 7 – RUN 10

    Unità di misura

    Pre-essicazione °C 80

    h 2

    T1 °C 160

    T2 °C 170

    T3 °C 175

    Temperature T4 °C 175

    Ugello °C 165

    Stampo fisso °C 70

    Stampo mobile °C 70

    Rotazione vite mm/s 90

    Plastificazione Dosaggio mm/s 51.6

    Tempo

    raffreddamento s 30

    Velocità iniezione mm/s 80

    Contropressione Bar 60

    Iniezione Forza chiusura kN 600

    Picco di pressione Bar 620

    Press. commutazione Bar 630

    Pressione Bar 300 750 450 250

    Mantenimento Tempo s 1 4 2 2

    Cuscino mm 5

  • 37

    Progetto di Diploma

    RUN 8 – RUN 9

    Unità di misura

    Pre-essicazione °C 80

    h 2

    T1 °C 205

    T2 °C 210

    T3 °C 215

    Temperature T4 °C 215

    Ugello °C 220

    Stampo fisso °C 80

    Stampo mobile °C 80

    Rotazione vite mm/s 90

    Plastificazione Dosaggio mm/s 52

    Tempo raffreddamento s 30

    Velocità iniezione mm/s 80

    Contropressione Bar 60

    Iniezione Forza chiusura kN 600

    Picco di pressione Bar 620

    Press. commutazione Bar 630

    Pressione Bar 300 750 450 250

    Mantenimento Tempo s 1 4 2 2

    Cuscino mm 5

  • VI. Misure

    RUN 1 8% Al2O3 5% C-Therm Dimensioni D A ∆x

    m m2 m

    0.025 0.00049 0.003

    Campione N° T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 V I Campione N° Q Thot Tcold ∆Thot-cold k Rtot Keffettivo

    °C °C °C °C °C °C °C °C Volt Ampere Watt °C °C K W/mK K/W W/mK

    P1 50 49.1 48.5 0.9 0.6 27.2 27.1 26.8 100 0.096 9.6 48.2 27.25 20.95 2.801 2.328 2.625

    60 59.1 58.3 0.9 0.8 27.8 27.5 27.1 100 0.096 9.6 57.9 27.95 29.95 1.959 3.328 1.837

    70 69.1 68.1 0.9 1 28.3 28 27.5 100 0.096 9.6 67.6 28.45 39.15 1.499 4.350 1.405

    75 74.1 73.1 0.9 1 28.7 28.2 27.6 100 0.096 9.6 72.6 28.95 43.65 1.344 4.850 1.260

    80 79.1 78.1 0.9 1 29 28.5 27.9 100 0.096 9.6 77.6 29.25 48.35 1.213 5.372 1.138

    85 84.1 83 0.9 1.1 29.3 28.7 28.1 100 0.096 9.6 82.45 29.6 52.85 1.110 5.872 1.041

    90 89.1 87.9 0.9 1.2 29.6 29 28.4 100 0.096 9.6 87.3 29.9 57.4 1.022 6.378 0.958

    95 94.1 92.9 0.9 1.2 30 29.4 28.6 100 0.096 9.6 92.3 30.3 62 0.946 6.889 0.887

    96 95.1 93.9 0.9 1.2 30.1 29.4 28.6 100 0.096 9.6 93.3 30.45 62.85 0.934 6.983 0.875

    97 96.1 94.9 0.9 1.2 30.2 29.5 28.7 100 0.096 9.6 94.3 30.55 63.75 0.920 7.083 0.863

    P2 60 59 58.3 1 0.7 29.6 29.3 29 100 0.096 9.6 57.95 29.75 28.2 2.081 3.133 1.950

    70 69.1 68.2 0.9 0.9 30 29.6 29.2 100 0.096 9.6 67.75 30.2 37.55 1.562 4.172 1.465

    75 74 73.1 1 0.9 30.2 29.8 29.3 100 0.096 9.6 72.65 30.4 42.25 1.389 4.694 1.302

    80 79 78.1 1 0.9 30.5 30 29.5 100 0.096 9.6 77.65 30.75 46.9 1.251 5.211 1.173

    85 84.1 83 0.9 1.1 30.7 30.2 29.6 100 0.096 9.6 82.45 30.95 51.5 1.139 5.722 1.068

    90 89.1 88.1 0.9 1 31 30.4 29.8 100 0.096 9.6 87.6 31.3 56.3 1.042 6.256 0.977

    95 94.1 92.9 0.9 1.2 31.3 30.6 29.9 100 0.096 9.6 92.3 31.65 60.65 0.967 6.739 0.907

    96 95.1 93.9 0.9 1.2 31.4 30.7 30 100 0.096 9.6 93.3 31.75 61.55 0.953 6.839 0.894

    97 96.1 94.9 0.9 1.2 31.4 30.7 30 100 0.096 9.6 94.3 31.75 62.55 0.938 6.950 0.879

    P3 60 59.1 58.3 0.9 0.8 30.6 30.4 30.1 100 0.096 9.6 57.9 30.7 27.2 2.157 3.022 2.022

    70 69 68.2 1 0.8 31.1 30.8 30.3 100 0.096 9.6 67.8 31.25 36.55 1.605 4.061 1.505

    75 74 73.1 1 0.9 31.3 30.9 30.4 100 0.096 9.6 72.65 31.5 41.15 1.426 4.572 1.337

    80 79 78.1 1 0.9 31.6 31 30.5 100 0.096 9.6 77.65 31.9 45.75 1.282 5.083 1.202

    85 84.1 83 0.9 1.1 31.8 31.3 30.7 100 0.096 9.6 82.45 32.05 50.4 1.164 5.600 1.091

    90 89.1 88 0.9 1.1 32.1 31.5 30.9 100 0.096 9.6 87.45 32.4 55.05 1.066 6.117 0.999

    95 94.1 92.9 0.9 1.2 32.4 31.7 31.1 100 0.096 9.6 92.3 32.75 59.55 0.985 6.617 0.924

    96 95.1 93.9 0.9 1.2 32.4 31.7 31.1 100 0.096 9.6 93.3 32.75 60.55 0.969 6.728 0.908

    97 96.1 94.9 0.9 1.2 32.5 31.8 31.1 100 0.096 9.6 94.3 32.85 61.45 0.955 6.828 0.895

    media Dev Dev %

    0.879 0.013 1.500%

  • 39

    Progetto di Diploma

    RUN 2 20% Al2O3 20% C-Therm Dimensioni D A ∆x

    m m2 m

    0.025 0.00049 0.003

    Campione N° T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 V I Campione N° Q Thot Tcold ∆Thot-cold k Rtot Keffettivo

    °C °C °C °C °C °C °C °C Volt Ampere Watt °C °C K W/mK K/W W/mK

    P1 50 48.7 47.9 1.3 0.8 30.6 30.1 29.7 100 0.096 9.6 47.5 30.85 16.65 3.524 1.850 3.304

    60 58.1 57.5 1.9 0.6 31.6 30.9 30 100 0.096 9.6 57.2 31.95 25.25 2.324 2.806 2.178

    70 68.4 66.9 1.6 1.5 32.7 31.6 30.4 100 0.096 9.6 66.15 33.25 32.9 1.783 3.656 1.672

    75 73.4 71.8 1.6 1.6 33.3 32.1 30.7 100 0.096 9.6 71 33.9 37.1 1.581 4.122 1.483

    80 78.4 76.6 1.6 1.8 33.8 32.5 31 100 0.096 9.6 75.7 34.45 41.25 1.422 4.583 1.333

    82 80.4 78.6 1.6 1.8 34 32.7 31.1 100 0.096 9.6 77.7 34.65 43.05 1.363 4.783 1.278

    83 81.3 79.5 1.7 1.8 34.2 32.8 31.2 100 0.096 9.6 78.6 34.9 43.7 1.343 4.856 1.259

    84 82.3 80.5 1.7 1.8 34.4 32.9 31.3 100 0.096 9.6 79.6 35.15 44.45 1.320 4.939 1.237

    P2 50 48.8 47.7 1.2 1.1 30.5 30.1 29.4 100 0.096 9.6 47.15 30.7 16.45 3.567 1.828 3.344

    60 58.6 57.3 1.4 1.3 31.7 30.9 30 100 0.096 9.6 56.65 32.1 24.55 2.390 2.728 2.240

    70 68.4 66.9 1.6 1.5 32.9 31.9 39.6 100 0.096 9.6 66.15 33.4 32.75 1.791 3.639 1.680

    75 73.3 71.6 1.7 1.7 33.5 32.3 31 100 0.096 9.6 70.75 34.1 36.65 1.601 4.072 1.501

    80 78.3 76.5 1.7 1.8 34.2 32.8 31.3 100 0.096 9.6 75.6 34.9 40.7 1.442 4.522 1.351

    82 80.3 78.4 1.7 1.9 34.5 33.1 31.5 100 0.096 9.6 77.45 35.2 42.25 1.389 4.694 1.302

    83 81.2 79.4 1.8 1.8 34.7 33.2 31.5 100 0.096 9.6 78.5 35.45 43.05 1.363 4.783 1.278

    84 82.2 80.3 1.8 1.9 34.8 33.3 31.6 100 0.096 9.6 79.35 35.55 43.8 1.340 4.867 1.256

    P3 50 48.8 47.9 1.2 0.9 31.4 30.9 30.4 100 0.096 9.6 47.45 31.65 15.8 3.713 1.756 3.481

    60 58.7 57.5 1.3 1.2 32.5 31.7 30.8 100 0.096 9.6 56.9 32.9 24 2.445 2.667 2.292

    70 68.4 66.9 1.6 1.5 33.6 32.5 31.3 100 0.096 9.6 66.15 34.15 32 1.833 3.556 1.719

    75 73.4 71.7 1.6 1.7 34.1 32.9 31.6 100 0.096 9.6 70.85 34.7 36.15 1.623 4.017 1.522

    80 78.3 76.5 1.7 1.8 34.7 33.4 31.9 100 0.096 9.6 75.6 35.35 40.25 1.458 4.472 1.367

    82 80.3 78.4 1.7 1.9 35 33.5 32 100 0.096 9.6 77.45 35.75 41.7 1.407 4.633 1.319

    83 81.2 79.4 1.8 1.8 35.1 33.6 32 100 0.096 9.6 78.5 35.85 42.65 1.376 4.739 1.290

    84 82.2 80.3 1.8 1.9 35.2 33.7 32.1 100 0.096 9.6 79.35 35.95 43.4 1.352 4.822 1.267

    media Dev Dev %

    1.254 0.012 0.983%

  • 40

    Progetto di Diploma

    RUN 3 0% Al2O3 20% C-Therm Dimensioni D A ∆x

    m m2 m

    0.025 0.00049 0.003

    Campione N° T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 V I Campione N° Q Thot Tcold ∆Thot-cold k Rtot Keffettivo

    °C °C °C °C °C °C °C °C Volt Ampere Watt °C °C K W/mK K/W W/mK

    P1 52 50.9 50.1 1.1 0.8 28.8 28.5 28.2 100 0.096 9.6 49.7 28.95 20.75 2.828 2.306 2.651

    60 58.9 57.9 1.1 1 29.4 29 28.5 100 0.096 9.6 57.4 29.6 27.8 2.110 3.089 1.979

    70 68.9 67.9 1.1 1 30.2 29.6 28.9 100 0.096 9.6 67.4 30.5 36.9 1.590 4.100 1.491

    75 73.9 72.6 1.1 1.3 30.6 29.8 29.1 100 0.096 9.6 71.95 31 40.95 1.433 4.550 1.343

    80 78.8 77.5 1.2 1.3 30.9 30.2 29.3 100 0.096 9.6 76.85 31.25 45.6 1.287 5.067 1.206

    85 83.8 82.5 1.2 1.3 31.3 30.5 29.4 100 0.096 9.6 81.85 31.7 50.15 1.170 5.572 1.097

    90 88.8 87.3 1.2 1.5 31.7 30.8 29.7 100 0.096 9.6 86.55 32.15 54.4 1.079 6.044 1.011

    95 93.7 92.2 1.3 1.5 32.2 31.1 29.9 100 0.096 9.6 91.45 32.75 58.7 1.000 6.522 0.937

    96 94.7 93.2 1.3 1.5 32.2 31.2 30 100 0.096 9.6 92.45 32.7 59.75 0.982 6.639 0.921

    97 95.8 94.2 1.2 1.6 32.4 31.3 30.1 100 0.096 9.6 93.4 32.95 60.45 0.971 6.717 0.910

    97.3 96.1 94.5 1.2 1.6 32.4 31.3 30.1 100 0.096 9.6 93.7 32.95 60.75 0.966 6.750 0.905

    P2 60 59 57.9 1 1.1 28.4 27.9 27.4 100 0.096 9.6 57.35 28.65 28.7 2.044 3.189 1.917

    70 68.9 67.7 1.1 1.2 29.1 28.5 27.8 100 0.096 9.6 67.1 29.4 37.7 1.556 4.189 1.459

    75 73.9 72.7 1.1 1.2 29.5 28.8 28 100 0.096 9.6 72.1 29.85 42.25 1.389 4.694 1.302

    80 78.9 77.5 1.1 1.4 29.9 29.2 28.3 100 0.096 9.6 76.8 30.25 46.55 1.260 5.172 1.182

    85 83.8 82.4 1.2 1.4 30.4 29.5 28.4 100 0.096 9.6 81.7 30.85 50.85 1.154 5.650 1.082

    90 88.8 87.4 1.2 1.4 30.8 29.9 28.8 100 0.096 9.6 86.7 31.25 55.45 1.058 6.161 0.992

    95 93.7 92.2 1.3 1.5 31.3 30.2 29.1 100 0.096 9.6 91.45 31.85 59.6 0.984 6.622 0.923

    96 94.8 93.2 1.2 1.6 31.4 30.4 29.1 100 0.096 9.6 92.4 31.9 60.5 0.970 6.722 0.909

    97 95.7 94.4 1.3 1.3 31.5 30.4 29.2 100 0.096 9.6 93.75 32.05 61.7 0.951 6.856 0.891

    97.3 96.1 94.4 1.2 1.7 31.5 30.4 29.2 100 0.096 9.6 93.55 32.05 61.5 0.954 6.833 0.894

    P3 60 59 58 1 1 30 29.6 29.1 100 0.096 9.6 57.5 30.2 27.3 2.149 3.033 2.015

    70 68.9 67.7 1.1 1.2 30.6 30 29.4 100 0.096 9.6 67.1 30.9 36.2 1.621 4.022 1.519

    75 73.9 72.7 1.1 1.2 30.9 30.3 29.5 100 0.096 9.6 72.1 31.2 40.9 1.434 4.544 1.345

    80 78.9 77.6 1.1 1.3 31.3 30.5 29.7 100 0.096 9.6 76.95 31.7 45.25 1.297 5.028 1.216

    85 83.9 82.6 1.1 1.3 31.6 30.7 29.8 100 0.096 9.6 81.95 32.05 49.9 1.176 5.544 1.102

    90 88.8 87.3 1.2 1.5 32.1 31.1 30.1 100 0.096 9.6 86.55 32.6 53.95 1.088 5.994 1.020

    95 93.8 92.3 1.2 1.5 32.5 31.5 30.4 100 0.096 9.6 91.55 33 58.55 1.002 6.506 0.939

    96 94.8 93.3 1.2 1.5 32.6 31.6 30.4 100 0.096 9.6 92.55 33.1 59.45 0.987 6.606 0.925

    97 95.8 94.2 1.2 1.6 32.7 31.6 30.5 100 0.096 9.6 93.4 33.25 60.15 0.975 6.683 0.914

    97.3 96.1 94.5 1.2 1.6 32.7 31.7 30.5 100 0.096 9.6 93.7 33.2 60.5 0.970 6.722 0.909

    media Dev Dev %

    0.903 0.006 0.695%

  • 41

    Progetto di Diploma

    RUN 4 10% Al2O3 15% C-Therm Dimensioni D A ∆x

    m m2 m

    0.025 0.00049 0.003

    Campione N° T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 V I Campione N° Q Thot Tcold ∆Thot-cold k Rtot Keffettivo

    °C °C °C °C °C °C °C °C Volt Ampere Watt °C °C K W/mK K/W W/mK

    P1 60 58.8 58.1 1.2 0.7 32.1 31.7 31.3 100 0.096 9.6 57.75 32.3 25.45 2.305 2.828 2.161

    70.2 69.2 68.1 1 1.1 32.7 32.2 31.6 100 0.096 9.6 67.55 32.95 34.6 1.696 3.844 1.590

    75 73.9 72.8 1.1 1.1 33 32.4 31.7 100 0.096 9.6 72.25 33.3 38.95 1.506 4.328 1.412

    80 78.9 77.7 1.1 1.2 33.4 32.6 31.8 100 0.096 9.6 77.1 33.8 43.3 1.355 4.811 1.270

    85 83.8 82.6 1.2 1.2 33.7 32.9 32 100 0.096 9.6 82 34.1 47.9 1.225 5.322 1.148

    90 88.8 87.5 1.2 1.3 34.1 33.2 32.3 100 0.096 9.6 86.85 34.55 52.3 1.122 5.811 1.052

    91 89.8 88.4 1.2 1.4 34.2 33.3 32.3 100 0.096 9.6 87.7 34.65 53.05 1.106 5.894 1.037

    92 90.8 89.4 1.2 1.4 34.2 33.3 32.3 100 0.096 9.6 88.7 34.65 54.05 1.085 6.006 1.018

    93 91.8 90.4 1.2 1.4 34.3 33.4 32.4 100 0.096 9.6 89.7 34.75 54.95 1.068 6.106 1.001

    P2 60 58.9 58.1 1.1 0.8 32.8 32.4 32 100 0.096 9.6 57.7 33 24.7 2.375 2.744 2.227

    70 68.9 67.8 1.1 1.1 33.4 32.8 32.3 100 0.096 9.6 67.25 33.7 33.55 1.749 3.728 1.639

    75 74 72.8 1 1.2 33.7 33.1 32.4 100 0.096 9.6 72.2 34 38.2 1.536 4.244 1.440

    80 78.8 77.6 1.2 1.2 34 33.3 32.6 100 0.096 9.6 77 34.35 42.65 1.376 4.739 1.290

    85 83.8 82.5 1.2 1.3 34.4 33.6 32.7 100 0.096 9.6 81.85 34.8 47.05 1.247 5.228 1.169

    90 88.8 87.5 1.2 1.3 34.7 33.9 32.9 100 0.096 9.6 86.85 35.1 51.75 1.134 5.750 1.063

    91 89.8 88.4 1.2 1.4 34.8 33.9 33 100 0.096 9.6 87.7 35.25 52.45 1.119 5.828 1.049

    92 90.8 89.4 1.2 1.4 39.8 34 33 100 0.096 9.6 88.7 42.7 46 1.275 5.111 1.196

    93 91.8 90.5 1.2 1.3 34.9 34 33 100 0.096 9.6 89.85 35.35 54.5 1.077 6.056 1.009

    P3 60 58.9 58.1 1.1 0.8 33.2 32.9 32.5 100 0.096 9.6 57.7 33.35 24.35 2.409 2.706 2.259

    70 70 0 100 0.096 9.6 0 0 0 #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0!

    76 74.9 73.8 1.1 1.1 34.2 33.6 32.9 100 0.096 9.6 73.25 34.5 38.75 1.514 4.306 1.419

    80 78.9 77.8 1.1 1.1 34.5 33.8 33 100 0.096 9.6 77.25 34.85 42.4 1.384 4.711 1.297

    86.5 85.4 84.1 1.1 1.3 34.9 34.1 33.2 100 0.096 9.6 83.45 35.3 48.15 1.219 5.350 1.142

    90 88.9 87.6 1.1 1.3 35.2 34.4 33.4 100 0.096 9.6 86.95 35.6 51.35 1.143 5.706 1.071

    91 89.8 88.5 1.2 1.3 35.3 34.4 33.4 100 0.096 9.6 87.85 35.75 52.1 1.126 5.789 1.056

    92 90.8 89.5 1.2 1.3 35.3 34.4 33.4 100 0.096 9.6 88.85 35.75 53.1 1.105 5.900 1.036

    93 91.8 90.5 1.2 1.3 35.4 34.5 33.5 100 0.096 9.6 89.85 35.85 54 1.086 6.000 1.019

    media Dev Dev %

    1.010 0.007 0.713%

  • 42

    Progetto di Diploma

    RUN 5 0% Al2O3 20% C-Therm Dimensioni D A ∆x

    m m2 m

    0.025 0.00049 0.003

    Campione N° T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 V I Campione N° Q Thot Tcold ∆Thot-cold k Rtot Keffettivo

    °C °C °C °C °C °C °C °C Volt Ampere Watt °C °C K W/mK K/W W/mK

    P1 60 58.9 57.9 1.1 1 26.1 25.6 25.1 100 0.096 9.6 57.4 26.35 31.05 1.890 3.450 1.771

    70 68.9 67.7 1.1 1.2 26.9 26.1 25.4 100 0.096 9.6 67.1 27.3 39.8 1.474 4.422 1.382

    75 73.9 72.6 1.1 1.3 27.3 26.5 25.8 100 0.096 9.6 71.95 27.7 44.25 1.326 4.917 1.243

    80 78.8 77.5 1.2 1.3 27.7 26.9 26 100 0.096 9.6 76.85 28.1 48.75 1.204 5.417 1.128

    85 83.8 82.4 1.2 1.4 28.2 27.3 26.3 100 0.096 9.6 81.7 28.65 53.05 1.106 5.894 1.037

    90 88.8 87.3 1.2 1.5 28.8 27.8 26.7 100 0.096 9.6 86.55 29.3 57.25 1.025 6.361 0.961

    94 92.8 91.2 1.2 1.6 29.3 28.2 27.1 100 0.096 9.6 90.4 29.85 60.55 0.969 6.728 0.908

    95 93.7 92.2 1.3 1.5 29.5 28.4 27.2 100 0.096 9.6 91.45 30.05 61.4 0.956 6.822 0.896

    95.4 94.2 92.6 1.2 1.6 29.5 28.4 27.3 100 0.096 9.6 91.8 30.05 61.75 0.950 6.861 0.891

    P2 60 58.8 57.9 1.2 0.9 28.3 27.8 27.4 100 0.096 9.6 57.45 28.55 28.9 2.030 3.211 1.903

    70 68.8 67.7 1.2 1.1 29 28.4 27.7 100 0.096 9.6 67.15 29.3 37.85 1.550 4.206 1.453

    75.5 74.4 73.2 1.1 1.2 29.4 28.6 27.9 100 0.096 9.6 72.6 29.8 42.8 1.371 4.756 1.285

    80 78.7 77.5 1.3 1.2 29.8 28.9 28.1 100 0.096 9.6 76.9 30.25 46.65 1.258 5.183 1.179

    85 83.8 82.4 1.2 1.4 30.1 29.2 28.3 100 0.096 9.6 81.7 30.55 51.15 1.147 5.683 1.075

    90 88.7 87.3 1.3 1.4 30.6 29.6 28.5 100 0.096 9.6 86.6 31.1 55.5 1.057 6.167 0.991

    95 93.7 92.2 1.3 1.5 31 30 28.9 100 0.096 9.6 91.45 31.5 59.95 0.979 6.661 0.917

    96 94.7 93.2 1.3 1.5 31.2 30.1 28.9 100 0.096 9.6 92.45 31.75 60.7 0.967 6.744 0.906

    97 95.7 94.2 1.3 1.5 31.3 30.2 29 100 0.096 9.6 93.45 31.85 61.6 0.952 6.844 0.893

    97.3 96 94.5 1.3 1.5 31.3 30.2 29 100 0.096 9.6 93.75 31.85 61.9 0.948 6.878 0.889

    P3 60 58.8 57.9 1.2 0.9 29.9 29.5 29 100 0.096 9.6 57.45 30.1 27.35 2.145 3.039 2.011

    70 68.8 67.7 1.2 1.1 30.6 30 29.3 100 0.096 9.6 67.15 30.9 36.25 1.619 4.028 1.517

    75 73.8 72.6 1.2 1.2 30.9 30.2 29.5 100 0.096 9.6 72 31.25 40.75 1.440 4.528 1.350

    80 78.8 77.5 1.2 1.3 31.3 30.5 29.7 100 0.096 9.6 76.85 31.7 45.15 1.299 5.017 1.218

    85 83.7 82.4 1.3 1.3 31.6 30.8 29.9 100 0.096 9.6 81.75 32 49.75 1.179 5.528 1.106

    90 88.7 87.3 1.3 1.4 32.1 31.1 30.1 100 0.096 9.6 86.6 32.6 54 1.086 6.000 1.019

    95 93.7 92.2 1.3 1.5 32.5 31.4 30.3 100 0.096 9.6 91.45 33.05 58.4 1.005 6.489 0.942

    96 94.7 93.2 1.3 1.5 32.6 31.5 30.4 100 0.096 9.6 92.45 33.15 59.3 0.989 6.589 0.928

    97 95.7 94.1 1.3 1.6 32.7 31.6 30.4 100 0.096 9.6 93.3 33.25 60.05 0.977 6.672 0.916

    97.3 96 94.4 1.3 1.6 32.7 31.6 39.4 100 0.096 9.6 93.6 33.25 60.35 0.972 6.706 0.911

    media Dev Dev %

    0.897 0.010 1.147%

  • 43

    Progetto di Diploma

    RUN 6 20% Al2O3 20% C-Therm Dimensioni D A ∆x

    m m2 m

    0.025 0.00049 0.003

    Campione N° T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 V I Q Thot Tcold ∆Thot-cold k Rtot Keffettivo

    °C °C °C °C °C °C °C °C Volt Ampere Watt °C °C K W/mK K/W W/mK

    P1 55.8 54.5 53.4 1.3 1.1 30 29.4 28.7 100 0.096 9.6 52.85 30.3 22.55 2.602 2.506 2.439

    61 59.6 58.4 1.4 1.2 30.5 29.7 29 100 0.096 9.6 57.8 30.9 26.9 2.181 2.989 2.045

    70 68.4 67.1 1.6 1.3 31.4 30.4 29.4 100 0.096 9.6 66.45 31.9 34.55 1.698 3.839 1.592

    75 73.5 72.1 1.5 1.4 31.9 30.8 29.6 100 0.096 9.6 71.4 32.45 38.95 1.506 4.328 1.412

    80 78.4 76.9 1.6 1.5 32.4 31.2 29.9 100 0.096 9.6 76.15 33 43.15 1.360 4.794 1.275

    82 80.4 78.8 1.6 1.6 32.7 31.4 30 100 0.096 9.6 78 33.35 44.65 1.314 4.961 1.232

    83 81.5 79.8 1.5 1.7 32.8 31.5 30.1 100 0.096 9.6 78.95 33.45 45.5 1.289 5.056 1.209

    84 82.4 80.7 1.6 1.7 32.9 31.6 30.2 100 0.096 9.6 79.85 33.55 46.3 1.267 5.144 1.188

    P2 50 48.8 48 1.2 0.8 30.4 29.9 29.5 100 0.096 9.6 47.6 30.65 16.95 3.461 1.883 3.245

    60 58.8 57.7 1.2 1.1 31.3 30.6 29.9 100 0.096 9.6 57.15 31.65 25.5 2.301 2.833 2.157

    70 68.5 67.2 1.5 1.3 32.2 31.3 30.3 100 0.096 9.6 66.55 32.65 33.9 1.731 3.767 1.623

    75 73.5 72 1.5 1.5 32.7 31.7 30.6 100 0.096 9.6 71.25 33.2 38.05 1.542 4.228 1.446

    80 78.4 76.8 1.6 1.6 33.2 32 30.8 100 0.096 9.6 76 33.8 42.2 1.390 4.689 1.303

    82 80.4 78.8 1.6 1.6 33.4 32.2 30.9 100 0.096 9.6 78 34 44 1.333 4.889 1.250

    83 81.4 79.8 1.6 1.6 33.6 32.3 31 100 0.096 9.6 79 34.25 44.75 1.311 4.972 1.229

    84 82.4 80.7 1.6 1.7 33.6 32.4 31 100 0.096 9.6 79.85 34.2 45.65 1.285 5.072 1.205

    P3 50 48.8 47.9 1.2 0.9 31.3 30.9 30.5 100 0.096 9.6 47.45 31.5 15.95 3.678 1.772 3.449

    60 58.7 57.6 1.3 1.1 32.2 31.6 31 100 0.096 9.6 57.05 32.5 24.55 2.390 2.728 2.240

    70 68.5 67.2 1.5 1.3 33.2 32.4 31.3 100 0.096 9.6 66.55 33.6 32.95 1.781 3.661 1.669

    75 73.5 72.1 1.5 1.4 33.7 32.7 31.6 100 0.096 9.6 71.4 34.2 37.2 1.577 4.133 1.479

    80 78.5 76.9 1.5 1.6 34.2 33.1 31.8 100 0.096 9.6 76.1 34.75 41.35 1.419 4.594 1.330

    82 80.4 78.8 1.6 1.6 34.4 33.3 31.9 100 0.096 9.6 78 34.95 43.05 1.363 4.783 1.278

    83 81.5 79.8 1.5 1.7 34.5 33.3 32 100 0.096 9.6 78.95 35.1 43.85 1.338 4.872 1.254

    84 82.5 80.8 1.5 1.7 34.6 33.5 32.1 100 0.096 9.6 79.95 35.15 44.8 1.310 4.978 1.228

    media Dev Dev %

    1.207 0.016 1.351%

  • 44

    Progetto di Diploma

    RUN 7 0% Al2O3 0% C-Therm Dimensioni D A ∆x

    m m2 m

    0.025 0.00049 0.003

    Campione N° T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 V I Campione N° Q Thot Tcold ∆Thot-cold k Rtot Keffettivo

    °C °C °C °C °C °C °C °C Volt Ampere Watt °C °C K W/mK K/W W/mK

    P2 60 59.4 58.9 0.6 0.5 31.4 31.2 31 80 0.074 5.92 58.65 31.5 27.15 1.333 4.892 1.249

    70 69.4 68.8 0.6 0.6 31.9 31.6 31.2 80 0.074 5.92 68.5 32.05 36.45 0.993 6.568 0.931

    75 74.4 73.7 0.6 0.7 32.1 31.8 31.3 80 0.074 5.92 73.35 32.25 41.1 0.880 7.405 0.825

    78 77.4 76.6 0.6 0.8 32.1 32 31.5 80 0.074 5.92 76.2 32.15 44.05 0.821 7.937 0.770

    80 79.4 78.6 0.6 0.8 32.4 32.1 31.6 80 0.074 5.92 78.2 32.55 45.65 0.793 8.225 0.743

    82 81.4 80.6 0.6 0.8 32.6 32.2 31.7 80 0.074 5.92 80.2 32.8 47.4 0.763 8.541 0.716

    P3 60 59.4 58.9 0.6 0.5 32.1 31.8 31.6 80 0.074 5.92 58.65 32.25 26.4 1.370 4.757 1.285

    70 69.4 68.8 0.6 0.6 32.5 32.2 31.8 80 0.074 5.92 68.5 32.65 35.85 1.009 6.459 0.946

    75 74.4 73.7 0.6 0.7 32.7 32.4 31.9 80 0.074 5.92 73.35 32.85 40.5 0.893 7.297 0.838

    78 77.4 76.6 0.6 0.8 32.9 32.5 32 80 0.074 5.92 76.2 33.1 43.1 0.839 7.766 0.787

    80 79.4 78.6 0.6 0.8 32.9 32.5 32.1 80 0.074 5.92 78.2 33.1 45.1 0.802 8.126 0.752

    82 81.4 80.6 0.6 0.8 33.1 32.7 32.2 80 0.074 5.92 80.2 33.3 46.9 0.771 8.450 0.723

    P4 60 59.3 58.8 0.7 0.5 32.5 32.3 32 80 0.074 5.92 58.55 32.6 25.95 1.394 4.676 1.307

    70 69.3 68.7 0.7 0.6 32.9 32.6 32.3 80 0.074 5.92 68.4 33.05 35.35 1.023 6.369 0.960

    75 74.3 73.6 0.7 0.7 33.1 32.7 32.4 80 0.074 5.92 73.25 33.3 39.95 0.906 7.198 0.849

    78 77.4 76.6 0.6 0.8 33.2 32.8 32.4 80 0.074 5.92 76.2 33.4 42.8 0.845 7.712 0.793

    80 79.4 78.6 0.6 0.8 33.3 32.9 32.5 80 0.074 5.92 78.2 33.5 44.7 0.809 8.054 0.759

    82 81.4 80.6 0.6 0.8 33.4 33 32.6 80 0.074 5.92 80.2 33.6 46.6 0.776 8.396 0.728

    media Dev Dev %

    0.722 0.005 0.701%

  • 45

    Progetto di Diploma

    RUN 8 40% Al2O3 0% C-Therm Dimensioni D A ∆x

    m m2 m

    0.025 0.00049 0.003

    Campione N° T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 V I Campione N° Q Thot Tcold ∆Thot-cold k Rtot Keffettivo

    °C °C °C °C °C °C °C °C Volt Ampere Watt °C °C K W/mK K/W W/mK

    P1 60 58.9 58 1.1 0.9 33.8 33.4 32.9 100 0.096 9.6 57.55 34 23.55 2.491 2.617 2.336

    70 68.9 67.8 1.1 1.1 34.4 33.9 33.2 100 0.096 9.6 67.25 34.65 32.6 1.800 3.622 1.687

    75 73.7 72.6 1.3 1.1 34.7 34.1 33.3 100 0.096 9.6 72.05 35 37.05 1.584 4.117 1.485

    80 78.8 77.6 1.2 1.2 35.1 34.3 33.5 100 0.096 9.6 77 35.5 41.5 1.414 4.611 1.325

    85 83.8 82.6 1.2 1.2 35.4 34.6 33.7 100 0.096 9.6 82 35.8 46.2 1.270 5.133 1.191

    90 88.8 87.4 1.2 1.4 35.8 34.8 33.8 100 0.096 9.6 86.7 36.3 50.4 1.164 5.600 1.091

    92 90.8 89.4 1.2 1.4 35.9 34.9 33.9 100 0.096 9.6 88.7 36.4 52.3 1.122 5.811 1.052

    93 91.8 90.3 1.2 1.5 36 35 34 100 0.096 9.6 89.55 36.5 53.05 1.106 5.894 1.037

    P2 60.5 59.4 58.5 1.1 0.9 34.1 33.7 33.3 100 0.096 9.6 58.05 34.3 23.75 2.470 2.639 2.316

    70.5 69.3 68.3 1.2 1 34.7 34.5 33.5 100 0.096 9.6 67.8 34.8 33 1.778 3.667 1.667

    75 75 0 100 0.096 9.6 0 0 0 #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0!

    80 78.7 77.5 1.3 1.2 35.3 34.6 33.8 100 0.096 9.6 76.9 35.65 41.25 1.422 4.583 1.333

    85 83.8 82.5 1.2 1.3 35.6 34.9 33.9 100 0.096 9.6 81.85 35.95 45.9 1.278 5.100 1.198

    90 88.8 87.4 1.2 1.4 36 35.1 34.1 100 0.096 9.6 86.7 36.45 50.25 1.168 5.583 1.095

    92 90.8 89.4 1.2 1.4 36.1 35.2 34.1 100 0.096 9.6 88.7 36.55 52.15 1.125 5.794 1.055

    93 91.8 90.4 1.2 1.4 36.2 35.2 34.2 100 0.096 9.6 89.7 36.7 53 1.107 5.889 1.038

    P3 61.5 60.4 59.5 1.1 0.9 34.3 33.9 33.5 100 0.096 9.6 59.05 34.5 24.55 2.390 2.728 2.240

    70 68.8 67.8 1.2 1 34.8 34.4 33.7 100 0.096 9.6 67.3 35 32.3 1.816 3.589 1.703

    75 74 72.8 1 1.2 35.2 34.6 33.9 100 0.096 9.6 72.2 35.5 36.7 1.599 4.078 1.499

    80 78.8 77.6 1.2 1.2 35.5 34.8 33.9 100 0.096 9.6 77 35.85 41.15 1.426 4.572 1.337

    85 83.8 82.5 1.2 1.3 35.9 35 34.1 100 0.096 9.6 81.85 36.35 45.5 1.289 5.056 1.209

    90 88.8 87.3 1.2 1.5 36.2 35.3 34.3 100 0.096 9.6 86.55 36.65 49.9 1.176 5.544 1.102

    92 90.8 89.4 1.2 1.4 36.3 35.4 34.3 100 0.096 9.6 88.7 36.75 51.95 1.129 5.772 1.059

    93 91.8 90.3 1.2 1.5 36.4 35.4 34.4 100 0.096 9.6 89.55 36.9 52.65 1.114 5.850 1.045

    media Dev Dev %

    1.040 0.004 0.337%

  • 46

    Progetto di Diploma

    RUN 9 40% Al2O3 0% C-Therm Dimensioni D A ∆x

    m m2 m

    0.025 0.00049 0.003

    Campione N° T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 V I Campione N° Q Thot Tcold ∆Thot-cold k Rtot Keffettivo

    °C °C °C °C °C °C °C °C Volt Ampere Watt °C °C K W/mK K/W W/mK

    P1 60 58.9 57.8 1.1 1.1 29.1 28.6 28.1 100 0.096 9.6 57.25 29.35 27.9 2.103 3.100 1.971

    70 68.8 67.6 1.2 1.2 29.9 29.2 28.5 100 0.096 9.6 67 30.25 36.75 1.596 4.083 1.497

    75 73.9 72.6 1.1 1.3 30.3 29.7 28.8 100 0.096 9.6 71.95 30.6 41.35 1.419 4.594 1.330

    80 78.8 77.5 1.2 1.3 30.8 29.9 29 100 0.096 9.6 76.85 31.25 45.6 1.287 5.067 1.206

    85 83.8 82.4 1.2 1.4 31.3 30.3 29.3 100 0.096 9.6 81.7 31.8 49.9 1.176 5.544 1.102

    90 88.7 87.2 1.3 1.5 31.7 30.8 29.6 100 0.096 9.6 86.45 32.15 54.3 1.080 6.033 1.013

    92 90.8 89.3 1.2 1.5 32 30.9 29.8 100 0.096 9.6 88.55 32.55 56 1.048 6.222 0.982

    93 91.8 90.3 1.2 1.5 32.1 31 29.9 100 0.096 9.6 89.55 32.65 56.9 1.031 6.322 0.967

    0 0 100 0.096 0

    P2 60 58.8 57.9 1.2 0.9 30.5 30.1 29.6 100 0.096 9.6 57.45 30.7 26.75 2.193 2.972 2.056

    70 70 0 100 0.096 9.6 0 0 0 #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0!

    75 73.7 72.6 1.3 1.1 31.5 30.9 30 100 0.096 9.6 72.05 31.8 40.25 1.458 4.472 1.367

    80 78.8 77.5 1.2 1.3 31.9 31.2 30.3 100 0.096 9.6 76.85 32.25 44.6 1.315 4.956 1.233

    85 83.8 82.4 1.2 1.4 32.3 31.4 30.4 100 0.096 9.6 81.7 32.75 48.95 1.199 5.439 1.124

    90 88.7 87.3 1.3 1.4 32.8 31.7 30.7 100 0.096 9.6 86.6 33.35 53.25 1.102 5.917 1.033

    92 90.8 89.3 1.2 1.5 33 31.9 30.8 100 0.096 9.6 88.55 33.55 55 1.067 6.111 1.000

    93 91.8 90.3 1.2 1.5 33.1 32 30.8 100 0.096 9.6 89.55 33.65 55.9 1.050 6.211 0.984

    P4 60 58.8 57.9 1.2 0.9 31.3 30.9 30.4 100 0.096 9.6 57.45 31.5 25.95 2.261 2.883 2.120

    70 68.8 67.7 1.2 1.1 32 31.4 30.8 100 0.096 9.6 67.15 32.3 34.85 1.684 3.872 1.578

    75 73.8 72.6 1.2 1.2 32.4 31.6 30.9 100 0.096 9.6 72 32.8 39.2 1.497 4.356 1.403

    80 78.8 77.5 1.2 1.3 32.7 31.9 31.1 100 0.096 9.6 76.85 33.1 43.75 1.341 4.861 1.257

    85 83.7 82.4 1.3 1.3 33.1 32.2 31.3 100 0.096 9.6 81.75 33.55 48.2 1.217 5.356 1.141

    90 88.7 87.3 1.3 1.4 33.5 32.6 31.5 100 0.096 9.6 86.6 33.95 52.65 1.114 5.850 1.045

    92 90.8 89.3 1.2 1.5 33.7 32.7 31.6 100 0.096 9.6 88.55 34.2 54.35 1.080 6.039 1.012

    93 91.7 90.2 1.3 1.5 33.8 32.8 31.7 100 0.096 9.6 89.45 34.3 55.15 1.064 6.128 0.997

    media Dev Dev %

    0.983 0.013 1.278%

  • 47

    Progetto di Diploma

    RUN 10 0% Al2O3 0% C-Therm Dimensioni D A ∆x

    m m2 m

    0.025 0.00049 0.003

    Campione N° T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 V I Campione N° Q Thot Tcold ∆Thot-cold k Rtot Keffettivo

    °C °C °C °C °C °C °C °C Volt Ampere Watt °C °C K W/mK K/W W/mK

    P2 60 59.3 58.8 0.7 0.5 32.8 32.6 32.3 80 0.074 5.92 58.55 32.9 25.65 1.411 4.622 1.322

    70 69.4 68.7 0.6 0.7 33.2 32.9 32.5 80 0.074 5.92 68.35 33.35 35 1.034 6.306 0.969

    75 74.4 73.8 0.6 0.6 33.4 33.1 32.7 80 0.074 5.92 73.5 33.55 39.95 0.906 7.198 0.849

    78 77.4 76.7 0.6 0.7 33.5 33.2 32.7 80 0.074 5.92 76.35 33.65 42.7 0.847 7.694 0.794

    80 79.4 78.6 0.6 0.8 33.6 33.2 32.7 80 0.074 5.92 78.2 33.8 44.4 0.815 8.000 0.764

    82 81.4 80.6 0.6 0.8 33.7 33.3 32.8 80 0.074 5.92 80.2 33.9 46.3 0.781 8.342 0.733

    P3 60 59.4 58.9 0.6 0.5 33 32.8 32.6 80 0.074 5.92 58.65 33.1 25.55 1.416 4.604 1.328

    70 69.3 68.7 0.7 0.6 33.4 33.1 32.8 80 0.074 5.92 68.4 33.55 34.85 1.038 6.279 0.973

    75 74.4 73.6 0.6 0.8 33.6 33.3 32.9 80 0.074 5.92 73.2 33.75 39.45 0.917 7.108 0.860

    78 77.4 76.6 0.6 0.8 33.7 33.4 32.9 80 0.074 5.92 76.2 33.85 42.35 0.854 7.631 0.801

    80 79.4 78.6 0.6 0.8 33.8 33.5 33 80 0.074 5.92 78.2 33.95 44.25 0.818 7.973 0.767

    82 81.4 80.6 0.6 0.8 33.9 33.5 33 80 0.074 5.92 80.2 34.1 46.1 0.785 8.306 0.736

    P4 60 59.3 58.8 0.7 0.5 33.1 33 32.8 80 0.074 5.92 58.55 33.15 25.4 1.424 4.577 1.335

    70 69.4 68.8 0.6 0.6 33.6 33.3 33 80 0.074 5.92 68.5 33.75 34.75 1.041 6.261 0.976

    75 74.3 73.7 0.7 0.6 33.7 33.4 33 80 0.074 5.92 73.4 33.85 39.55 0.915 7.126 0.858

    78 77.4 76.6 0.6 0.8 33.8 33.5 33.1 80 0.074 5.92 76.2 33.95 42.25 0.856 7.613 0.803

    80 79.4 78.6 0.6 0.8 34 33.6 33.1 80 0.074 5.92 78.2 34.2 44 0.822 7.928 0.771

    82 81.4 80.6 0.6 0.8 34 33.6 33.2 80 0.074 5.92 80.2 34.2 46 0.787 8.288 0.737

    media Dev Dev %

    0.735 0.002 0.270%