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Visualizza la versione completa : Turbina a ricircolo di fluido



babasfriz
20-05-2011, 10:29
Salve a tutti, riporto di seguito una bella idea pubblicata su Overunity.com da un ricercatore (user "quantumangles"), in modalità open source. Usando un sistema relativamente semplice, sembra trovare il modo di sfruttare la forza di gravità. Ho tradotto (spero correttamente) la prima parte, l'intera discussione la potete trovare su Recirculating fluid turbine invention (http://www.overunity.com/index.php?topic=10698.0)

Recirculating fluid turbine invention (user “quantumangles”)
« on: May 07, 2011, 03:38:20 AM »


Questa pubblicazione dell'autore ed inventore non è soggetta a un brevetto o copyright. Appartiene a te ora. Io spero che il mio lavoro sia articolato in modo chiaro a sufficienza da permetterti di costruire il sistema. L'invenzione riguarda una turbina a impulsi contenuta in uno di due grandi cilindri. Il lato più piccolo di un sifone, al vertice del primo cilindro, fa passare il fluido “operativo” nel lato più grande del sifone del secondo cilindro. Un tubo inoltre collega le basi dei due cilindri, permettendo al fluido di tornare indietro nel primo cilindro dopo aver colpito la turbina. Il ricircolo del fluido è ottenuto con aria compressa e anche una pompa idraulica convenzionale. L'aria compressa previene l'equalizzazione della pressione e del volume nei due recipienti, e incrementa la velocità del fluido “operativo” prima che colpisca la turbina.
In altre parole l'aria compressa (proveniente da un compressore) costringe il fluido “operativo” a passare indietro nel cilindro da cui ha avuto origine (i fluidi si muovono sempre da un'area ad alta pressione ad una a bassa pressione, e provano ad equalizzarsi nei sistemi connessi a meno che questo non venga prevenuto attraverso il consumo di energia). Il sistema descritto sotto genera 160 kw di elettricità usando una turbina Pelton a impulsi collegata a un alternatore. La pompa dell'acqua e il compressore consumano 41 kw di elettricità. Comunque, la turbina genera 160 kw. Il guadagno netto elettrico è 119 kw.
Se si impiegassero delle torri da centrale a carbone come cilindri per il sistema (alte 200 metri) e il tasso del flusso fosse portato a 20 metri cubi di fluido “operativo” al secondo, il sistema genererebbe 36 megawatt di elettricità meno l'energia consumata dalle pompe dell'acqua e dai compressori dell'aria.


Tasso di efficienza (Pwatts) = 200m x 20m3/s x 9.81m/s/s x 1020m3/kg x 0.9


Questo è possibile perché si tratta di un sistema aperto (dove sia la massa che l'energia si trasmettono dentro e fuori dei confini). Non sarebbe possibile se il sistema fosse isolato, dove né la massa né l'energia passasse per il confine del sistema, o se si trattasse di un sistema chiuso, dove potesse passare l'energia ma non la massa.
Gli ostacoli sono quell'alto tasso di trasmissione di flusso, pari ad almeno un metro cubo al secondo, richiesto per ottenere un output energetico considerevole, e anche, visto che si basa sulla gravità, cilindri di 25 metri o più richiesti per consentire al fluido “operativo” di cadere per almeno 20 metri nella turbina ad impulsi per ottenere un output considerevole. Così la scala e il costo del sistema sono elevati, benché il sistema sia inteso per la generazione di elettricità industriale (più che domestica) o da condividere in una comunità.


Specifiche:
Due cilindri A e B, ognuno alto 25 metri e con un metro di diametro, sono fianco a fianco. Il cilindro A è per il 90 per cento pieno di acqua di mare, della densità di 1020 kg per metro cubo. Contiene anche circa il 10 per cento di volume di olio di ricino (densità 961 kg al metro cubo), che galleggia in cima all'acqua di mare. Servono anche un piccolo strato d'aria in cima al cilindro e una valvola di pressione (pressure relief valve). Un sifone di diametro 1,12 metri porta dal vertice del cilindro A al cilindro B. Una pompa elettrica precede il sifone e fa passare il fluido nel cilindro B. Il cilindro B contiene solo aria all'inizio, ma c'è una rubina a impulsi collegata a un alternatore alla base del cilindro B. 3 metri di spazio alla base del contenitore B, sotto la turbina, sono necessari per permettere al tailgate oil (olio alla base?) di accumularsi senza interferite con il movimento della turbina. Il sifone (la parte più piccola del quale si innalza dall'olio sulla superficie del cilindro A) ha la sua parte più lunga nel cilindro B, così la parte più lunga del sifone permette all'olio di fluire nel recipiente B e colpire la turbina. Il tasso del flusso dell'olio è un metro cubo al secondo, ed esso cade per venti metri dopo la fuoriuscita dalla parte più grande del sifone prima di colpire la turbina. Una pompa elettrica è usata per spingere il flusso nel sifone a un tasso di un metro cubo al secondo. La pompa consuma 30 kw ma richiede solo energia ad impulsi perché una volta che il sifone ha iniziato a lavorare, continuerà a farlo senza aiuto dalla pompa elettrica fino a che il livello di fluido “operativo” nel cilindro A non si porterà al di sotto del beccuccio del sifone.
Per ragioni che verranno chiarite più avanti, il livello del flusso “operativo” nel recipiente A non può andare al di sotto del beccuccio del sifone. Ora arriviamo al fattore critico. Un compressore d'aria in cima al cilindro B (posizionato in modo da aumentare la velocità del fluido “operativo” appena esso fluisce verso il basso con l'aiuto della gravità per colpire la turbina) è anche usato epr pressurizzare l'olio che si accumula alla base del cilindro B (nell'area tailgate dopo aver colpito la turbina). Questa alta pressione nel cilindro B è necessaria per prevenire che i 350 kPA (kilo pascal) di pressione alla base del cilindro A fluiscano nel cilindro B attraverso il tubo di connessione più basso (anch'esso di diametro 0,12 metri) ed è anche necessaria per forzare il tailgate oil (olio alla base) a rientrare nel cilindro A (pieno di acqua di mare e olio). La pressione alla base del cilindro A è approssimativamente 350mila Pascal, mentre la pressione alla base del cilindro B (che contiene solo una piccola quantità d'olio) sarebbe di soli 130mila Pascal prima che il compressore operi. Il compressore d'aria consuma 11kw e può pressurizzare il volume d'aria nel cilindro B (sigillato ermeticamente) fino a 800mila pascal entro 7 minuti. Una pressione costante di almeno 350 kPA deve essere mantenuta nel cilindro B per prevenire che l'acqua dal cilindro A sforzi la propria strada nel cilindro con la turbina, allagando l'alloggiamento della turbina. Questa pressione serva anche a evacuare l'olio alla base dal cilindro B. Così, noi impieghiamo una pressione generata economicamente per controllare il flusso di fluido, e sappiamo che il fluido deve trasferirsi verso l'area a pressione più bassa. C'è una valvola a rilascio di pressione (pressure release valve) in cima al cilindro A per prevenire l'equilibrio tra P1V1 = P2V2 nello spessore d'aria in cima al recipiente. Prevenire l'equilibrio del sistema è critico in quanto il sistema vorrà equalizzare il fluido e i livelli di pressione immediatamente (e riuscirebbe molto probabilmente a farlo se non fosse per il compressore d'aria compressa, la fessura di aria nel cilindro A, la valvola di sicurezza pressure relief valve in cima al cilindro A). Il compressore è ad attivazione di flusso (sughero?) così quando il livello d'olio alla base del cilindro B diventa troppo vicino alla turbina rotante, il compressore d'aria viene attivato, pressurizzando il cilindro B da 350 kPA a un eccesso di 350 kPA (?) e forzando l'olio taligate attraverso il tubo di connsseion più basso indietro nel cilindro A, dove galleggia fino alla superficie del cilindro. Il flusso d'olio nella turbina genera i 160 kw.

Potenza (watts) = 20 metri * 961 kg/m3 * 9, 81 m/s/s * 0,85 (fattore di efficienza, rendimento)


Comunque le pompe usate per ricircolare il fluido operativo (la pompa a sifone e il compressore d'aria (insieme consumano solo 41 kw per operare in modo continuo. Da notare che né la pompa né il compressore d'aria né il compressore d'aria devono lavorare in modo continuativo. Entrambi usano energia ad impulsi, quando viene richiesto. Una valvola di controllo computerizzata per regolare può prevenire l'equalizzazione della pressione e massimizzare l'efficienza. Sarei grato se qualcuno volesse essere gentile abbastanza da mandarmi uno schema con un suggerimento per regolare la pressione automaticamente. Il sifone in cima al cilindro minimizza (fino a zero) il lavoro che deve essere fatto per muovere l'olio dal cilindro A al cilindro B. Il principio che sottostà ai sifono è ben noto e non necessita di essere spiegato qui. Comunque, il positivo galleggiamento dell'olio lo porta a fluttuare nuovamente in cima al cilindro A non porta a benefici energetici. Ho usato l'esempio di un fluido di lavoro meno denso (olio di ricino) semplicemente per mostrare che non serva lavoro per sollevare il fluido operativo in cima al cilindro A (nel senso di lavoro svolto durante il processo di sollevamento fino all'altezza del cilindro A). Naturalmente, serve del lavoro per forzare l'olio a rientrare nel cilindro A, ma questo attualmente è il solo lavoro che il sistema deve svolgere al fine di essere operativo.
I legami tra gli ioni delle molecole d'acqua, se espressi in termini di pressione, attraggono l'uno all'altro con una pressione relativa di 3000 kPA. In altre parole, le molecole d'acqua sono virtualmente incatenate l'una all'altra. Questo permette ai processi in natura di lavorare al meglio, incluso il fenomeno degli alberi del Giant Redwood che sono capaci di sollevare acqua a 115 metri a un tasso di 160 galloni al giorno. In questi alberi, l'acqua che evapora dalle fronde crea un parziale vuoto che pompa acqua dalle radici. In questo sistema, l'acqua che lascia il sifone del cilindro A spinge ulteriore acqua a passare attraverso il beccuccio del sifone . L'acqua di mare in mezzo al cilindro A (impiegata anche come fluido operativo) attualmente lavora con più efficienza perché ha una densità più elevata. Noi sappiamo dalla formula di newton (F=m*a) che un fluido di densità più alta genererà un'energia in uscita (output) più elevata dalla turbina perché la massa in chili sarà più elevata. E non dovremo preoccuparci della più alta viscosità dell'olio a temperature basse che riduce la velocità del fluido operativo.
La mia tesi è che l'energia guadagnata dall'usare un fluido operativo meno denso (che usa il galleggiamento per sollevarsi su uno strato meno denso) è pareggiato e neutralizzato dall'energia inferiore generata dal fluido meno denso che colpisce la turbina. Questi grandi cilindri possono essere la base di piramidi energetiche. Le piattaforme in cima ai cilindri sarebbero eccellenti posti per turbine a vento, dei pannelli solari possono coprire le piramidi racchiudendo i cilindri. L'energia geotermica potrebbe essere generata sotto i cilindri.

libera.mente
29-06-2011, 23:35
Non è perfettamente inerente ma è a tema :D

http://www.youtube.com/watch?v=0MuojD4YFnE

uforobot
01-07-2011, 14:51
http://www.youtube.com/watch?v=0MuojD4YFnE

Si !
è vero !
In un capillare, l'acqua sale verso l'alto perché attratta dalle pareti del capillare stesso.

Ma prima o poi il capillare deve fare una curva perché altrimenti non si riesce a fare cadere l'acqua VERSO il BASSO.
Il guaio sta nel fatto che le pareti continuano a spingere l'acqua VERSO l'ALTO anche dopo la curva, quindi l'acqua non scende.:D

Invece nel caso delle piante, l'acqua può abbandonare il capilare, (con curva o senza curva), questo perchè la potente energia del sole provoca l'evaporazione dell'acqua.
La forza di evaporazione provocata dal sole è maggiore della forza attrattiva del capillare, e l'acqua riesce ad abbandonare il capillare.

Sempre rimane il fatto che l'acqua può abbandonare il capillare a condizione che ci sia una fonte di energia ESTERNA che pompa, nel caso speciale delle piante la fonte è il sole.

Secondo me è inutile cercare di imbutare l'uscita del capillare allo scopo di smorzare la forza attattiva delle pareti.
Per imbutare intendo dire che piano piano il diametro del capillare aumenta e quindi diminuisce la forza attrattiva del capillare e finalmente l'acqua può scendere.

Ma nel video non ho visto che in uscita il diametro del capillare aumentava piano piano, almeno si avrebbe dovuto fare il tentativo di fare questo, cosa che invece non è stata fatto.

libera.mente
02-07-2011, 01:09
Penso che loro abbiano usato benzina anzichè acqua nel contenitore, difatti, nella spiegazione giustificano un risultato migliore in termini di fuoriuscita di liquido dal capillare tramite l'uso di quest'ultima.. Ovviamente non ha senso, perchè la variazione del peso e della fluidità minore di un liquido avrebbe dovuto equivalere ad una reazione dello stesso in relazione alla fuoriuscita , minore!.. Probabilmente c'è un trucco, oppure c'è più di qualcosa che ( viste le mie lacune in merito ) mi sfugge.. Forse appunto nella espansione del liquido in questione in funzione del calore ( solare ) in un ambiente chiuso.

jowind
02-07-2011, 10:22
... Probabilmente c'è un trucco, oppure c'è più di qualcosa che ( viste le mie lacune in merito ) mi sfugge.. Forse appunto nella espansione del liquido in questione in funzione del calore ( solare ) in un ambiente chiuso.


...grosse lacune anche da parte dell'autore.... che non sa che semplicemente non funziona come descrive lui!

Lupino
03-07-2011, 02:35
Perché funziona???
A mio parere no!
Innanzitutto, a meno di non considerare un condotto di 0,12 metri un capillare, poco (per non dire nulla) centra tale fenomeno. Vi rimando alla pagina della wiki
(versione in lingua inglese) inerente appunto la capillarità:

"...for a 4 m (13 ft) diameter tube (radius 2 m (6.6 ft)), the water would rise an unnoticeable 0.007 mm (0.00028 in). However, for a 4 cm (1.6 in) diameter tube (radius 2 cm (0.79 in)), the water would rise 0.7 mm (0.028 in), and for a 0.4 mm (0.016 in) diameter tube (radius 0.2 mm (0.0079 in)), the water would rise 70 mm (2.8 in)..."

Ma anche per quanto riguarda le pressioni ed il "gioco" ad esse collegato vi è, a mio parere, alcuni errori/imprecisioni:

- I cilindri A e B, a scanso di errori di interpretazione, vengono ritenuti, eccezzion fatta per il compressore e la valvola di rilascio, isolati rispetto all'esterno (sistema chiuso) da cui:

22,5 m di acqua salata (ρ=1020 Kg/m³)
2,5 m c.ca olio di ricino (ρ=961 Kg/m³)
e presupponendo una superficie di 1m²
Ptot= Forza/superficie=(22,5*1020+2,5*961)*9,81 = 248,7KPa

- Il cilindro B viene portato ad una pressione pari o superiore a quella del cilindro A ciò, se da un lato permette il passaggio del "fluido motore" attraverso il condotto posto alla base del cilindro medesimo, dall'altra però inficia il funzionamento del sifone a cui si ovvia tramite la pompa (funzionamento in continuo)
- Stabilito l'equilibrio (Pressione cilindro B = Pressione aria sommità cilindro A = pressione fluidi presenti nel cilindro A) la portata del sifone sarà pari (considerando l'aria come un fluido e presupponendo una pressione di intervento della valvola sul cilindro A pari a quella dell'equilibrio stabilito) alla portata della pompa