E’ costituito da laboratori per l’esecuzione di esperimenti ed officine meccaniche per la realizzazione di apparati sperimentali.

Indirizzo: via Claudio 21, 80125 Napoli
Tel: +39 (0)81 7683360 – 61
Fax: +39 (0)81 7683359

Strumentazioni

Il laboratorio è attrezzato per lapreparazione a terra di esperimenti destinati ad essere successivamente effettuati in microgravità.

Sono stati sviluppati dei modelli funzionali degli apparati per la sperimentazione in microgravità. Tali modelli servono a riprodurre le funzionalità delle apparecchiature che voleranno nello spazio, senza necessariamente riprodurne le dimensioni e l’ingombro, come invece avviene per i modelli ingegneristici.

Queste apparecchiature, montate su banchi ottici, permettono l'esecuzione di prove sperimentali al suolo e la realizzazione di misure analoghe a quelle realizzabili con le apparecchiature di volo.

Tali apparati utilizzano accurati controlli di posizione, temperatura, pressione, volume, velocità, potenziale elettrico, ecc. e sono adattabili alle specifiche configurazioni scelte dallo sperimentatore. Tipicamente si basano su sistemi non invasivi di diagnostica ottica, quali, ad esempio, visualizzazione in microscopia, elaborazione ed analisi di immagini, termografia, o su sofisticati sensori miniaturizzati.

Di seguito vengono elencati gli apparati sperimentali presenti in laboratorio:

 

Sistemi sperimentali per la preparazione di esperimenti da realizzare su piattaforme microgravitazionali

Microzona

E’ una apparecchiatura “general purpose” in quanto, con piccole modifiche, si possono realizzare configurazioni molto diverse: ponti liquidi, configurazioni alla Plateau o in microscala, studio del wetting o della coalescenza di gocce sia in aria che in matrici liquide.

Tale apparato è dotato di sistemi accurati per il controllo termico (Peltier, heater, alimentatori programmabili) e per l’acquisizione delle temperature.

E’ presente inoltre una videocamera, per l’acquisizione delle immagini sia nella configurazione background illumination che con quella del light sheet (laser), e una termocamera per l’acquisizione delle temperature.

 

Apparato per la lo studio dell’influenza delle accelerazioni presenti su piattaforme microgravitazionali sui campi termofluidodinamici

E’ costituito da diversi sistemi indipendenti che permettono di simulare sia accelerazioni instazionarie (pendolari, lineari, impulsive) che stazionarie, presenti su piattaforme gravitazionali, e di studiare i disturbi indotti sui campi termofluidodinamici.

Questi sistemi sono costituiti da servomotori per generare il livello di accelerazione richiesto, un accelerometro per l’acquisizione delle accelerazioni e una videocamera per l’acquisizioni di immagini e la valutazione del campo di moto col metodo P.I.V. Il campo di temperatura viene acquisito sia con tecniche non intrusive (termografo) che intrusive (termocoppie) e le temperature imposte possono essere eventualmente controllate via software.

Possono essere studiate configurazioni sperimentali diverse sia per la geometria che per orientazione della accelerazione e dell’eventuale gradiente di temperatura.

 

Apparato per lo studio dell’effetto Soret

Questo apparato permette di misurare il coefficiente di Soret di soluzioni binarie elettrolitiche con la tecnica conduttimetrica.

E’ costituito da un conduttimetro, un sistema di controllo termico (Peltier e termocoppie), una cella sperimentale in quarzo e una scheda di acquisizione (convertitore A/D) per registrare i valori della conducibilità elettrica presente in opportuni punti di misura.

 

Sistemi di acquisizione e analisi di dati

Di seguito sono elencati i sistemi presenti in laboratorio:

  • Computer;
  • Termocamera: con sistema di acquisizione sia analogico che digitale (computer)
  • Videocamere;
  • Schede di acquisizione di temperatura;
  • Schede di acquisizione immagini;
  • Convertitori A/D;
  • Servomotori;

 

Apparecchiature di volo

L’apparato sperimentale permette di studiare la prevenzione del wetting di gocce sia in aria che in matrici liquide.

E’ costituito da una cella sperimentale in cui viene formata la goccia ancorata ad un disco mobile; sia l’iniezione della goccia che lo spostamento del disco sono controllati tramite il computer.

Le temperature sono controllate mediante un sistema composto da termocoppie, elementi Peltier ed heater, un alimentatore programmabile e un sistema di raffreddamento.

La cella sperimentale presenta una faccia trasparente, per l’acquisizione di immagini, ed una realizzata con una lente trasparente all’infrarosso che consente misure termografiche.

 

Apparecchiature per la misura di tensione superficiale

E’ disponibile il tensiometro DataPhysics, modello OCA 15.

 

Heat pipes

Sono stati messi a punto sistemi per la caratterizzazione di heat pipe e scambiatori di calore basati su cambiamento di fasee realizzati payloads per esperimenti in microgravità.

Attività di Ricerca

Le ricerche attualmente in corso nel campo della Scienza dei Fluidi in microgravita’ riguardano:

Stabilita' fluidodinamiche in sistemi multcomponenti

Vengono studiati fenomeni diversi come instabilita’ alla Rayleigh-Benard o alla Marangoni-Benard, salt-fingering, overstability, o effetti termodiffusivi (Soret), sia dal punto di vista sperimentale che numerico.

 

Prevenzione del wetting e della coalescenza per effetto Marangoni

Viene studiata, numericamente e sperimentalmente, la prevenzione del wetting e della coalescenza di gocce sia in matrici liquide che in aria; vengono usate configurazioni sia in microscala che alla Plateau per ridurre gli effetti dovuti alla gravità.
Tali problematiche sono studiate sia a terra che a bordo di piattaforme microgravitazionali (voli parabolici, razzi sonda).

 

Effetti di accelerazioni residue durante esperimenti di Scienza dei Fluidi e dei Materiali

Le accelerazioni presenti in un ambiente microgravitazionale comprendono accelerazioni quasi-stazionarie (residual-g) e accelerazioni instazionarie (lineari, pendolari, impulsive). Vine analizzata la loro influenza su campi termifluidodinamici in tipici esperimenti con gradienti di densità (temperatura o concentrazione) o in presenza di una distribuzione della densità uniforme.

In tutte le configurazioni analizzate i disturbi termofluidodinamici sono misurati sperimentalmente e valutati numericamente mostrando un buon accordo tra i due risultati.

Principali collaborazioni con Università e Centri di Ricerca italiani e stranieri
  • Telespazio Napoli/MARS Center
  • Universite’ Libre de Bruxelles
  • Dipartimento di Fisica dell’Università di Salerno
  • Agenzia Spaziale Italiana
  • Agenzia Spaziale Europea
  • AIST Tsukuba, Giappone
  • Università di Darmstad, Germania

 

Sistema di controllo dell’esperimento