Sviluppo e validazione di un modello termodinamico 0D/1D per forni a gas professionali

L’evoluzione verso standard di cottura sempre più elevati nel settore della ristorazione professionale ha reso indispensabile l'adozione di metodologie innovative per l'analisi termo-fluidodinamica dei forni. In questo scenario, le aziende del settore stanno integrando il consolidato know-how sperimentale con approcci numerici avanzati. Il presente lavoro di tesi riguarda lo sviluppo di un modello numerico 0D/1D per la simulazione del comportamento termico di un forno professionale con alimentazione a gas. L'attività si colloca nel contesto della digitalizzazione dei processi di ricerca e sviluppo, con l'obiettivo di creare un "Digital Twin" capace di supportare e snellire la fase di testing e progettazione. Utilizzando l'ambiente di simulazione OpenModelica, è stato modellato il sistema forno nei suoi componenti principali: camera di cottura, scambiatore di calore, pareti ed il sistema di controllo con cui viene regolato lo scambiatore per ottenere la temperatura desiderata in camera. Il modello è stato calibrato estraendo i coefficienti di scambio termico convettivo da simulazioni CFD preesistenti, garantendo così un elevato grado di accuratezza a fronte di tempi di calcolo estremamente ridotti. La validazione del modello è stata effettuata attraverso il confronto delle curve di temperatura ottenute numericamente con i dati acquisiti sperimentalmente in laboratorio durante cicli di prova (collaudo, mantenimento e cottura). I risultati dimostrano la capacità del modello di riprodurre fedelmente i transitori termici, confermandosi uno strumento efficace per ridurre gli sprechi e per velocizzare le fasi di ricerca e sviluppo di nuove soluzioni tecniche.