primus71 "no, lavorerebbe al di fuori della zona di massimo rendimento, cioè questo sarebbe inferiore a 0.8"
Come hai fatto a calcolarti la portata corretta della turbina ?
in pratica come hai fatto a risalire al punto di funzionamento sulla mappa di funzionamento della Garret ?
in pratica come hai fatto a risalire al punto di funzionamento sulla mappa di funzionamento della Garret ?
cya
Guizzo
infatti non ci sono risalito, quel grafico riguarda solo il rendimento massimo della turbina il che vuol dire che in altri punti di funzionamento il rendimento sarà minore
Primus "infatti non ci sono risalito, quel grafico riguarda solo il rendimento massimo della turbina il che vuol dire che in altri punti di funzionamento il rendimento sarà minore"
la curva indicata è un'isorendimento, pertanto dovresti sapere il P4/P3 la temperatura e la pressione con cui entri in turbina quindi risali alla tua portata corretta e vedi in quale condizione stai lavorando.
ma secondo me è superfluo sprecare risorse per cercare di predire il rendimento globale con uno scarto i un punto percentuale in più o in meno!
staremo parlando di termodinamica e fisica tecnica e saremo completamente OT !! ma forse lo siamo già adesso :-)
Pertanto non perdiamo di vista l'oggetto della discussione:
MicroTurbina a GAS da turbogruppi è possibile ?? si o no ?
quindi si devrebbe dimostrare che un turbogruppo convertito a microturbina sia capace di produrre energia elettrica!! (dimenticandosi per un'attimo dei rendimenti)
mi auguro che a Mauro1980 non gli sia mai saltato in mente di fare meglio della Capstone o Turbec con la sua Garrett GT5533 eheheh :-)
O non sarai di quelli che vengono sul forum per prendere soltanto senza mai dare?
Iniziamo con un nuovo "messaggione"
Intanto replico a Solar e sunny
NON VI DICO IN QUESTO MOMENTO CHI PRODUCE E VENDE L'ALTERNATORE
Lo ha trovato il mio capo, è presto per dirlo, si tratta di un prototipo usato per ricerca che è appena stato industrializzato e tra poco si dovrebbe partire con una certa produzione in serie, per questa ragione non voglio scrivere nomi di prodotti che sono appena nati, non voglio assolutamente che tra qualche mese qualcuno venga poi sul forum a (permettetemi il termine) s*******re un prodotto, solo perché ha avuto problemi, prodotto citato dal sottoscritto.
Per il momento non ve lo dirò, non è questione di gelosia o avidità, se si trattasse di qualcosa presente sul mercato da tempo già iperindustrializzata non ci sarebbe problema, ma quest'alternatore preferisco di no.
Solar non usare più frasi di questo tipo, per piacere
Questa discussione, creata da me, e sviluppata quasi esclusivamente da me e Guizzo è la più interessante che sia stata fatta nel forum biomasse negli ultimi tempi, abbiamo contribuito e stiamo contribuendo molto per cercare di dare A TUTTI delle dritte su come costruire un EFGT senza spendere troppi soldi, non con l'arroganza di poter fare bene come Turbec (ricordo dietro c'è ABB, Finmeccanica) come pensa qualcuno, ma solo con l'obbiettivo di avvicinarsi alle loro prestazioni con componentistica dal costo inferiore.
Mi sento un po come quei due ingegneri di Bologna che ho conosciuto 6-7 anni fa a Milano d'estate ai giardini di P.ta Venezia, stavano insegnando ai passanti come autocostruire dei pannelli solari termici
Ai tempi (lo sono tutt'ora ad essere sinceri anche se meno) i pannelli commerciali erano molto cari,comprando i pezzi e costruendoli si spendeva un quinto di quello che chiedevano i grandi gruppi e si aveva un rendimento che era inferiore a quelli commerciali di pochi punti percentuali.
E' il mio obbiettivo, vedremo se riuscirò, ce la metterò tutta
Proseguiamo con il nostro turbogruppo
Guizzo consiglia di adottare un free-shaft come il seguente con le due turbine che lavorano in serie
sul libro da cui ho preso l'immagine e modificata leggermente (Macchine Termiche di G. Cornetti) si scrive
Le macchine ad assi multipli possono avere la turbina di potenza (è la turbina che fornisce a potenza all'utilizzatore) separata,in serie, oppure in parallelo, da una o più turbine che comandano il compressore. Quest'ultimo può operare a qualsiasi velocità desiderata, indipendentemente da quella della turbina di potenza. Il maggior vantaggio della disposizione ad assi multipli è la possibilità di far lavorare l'impianto su un esteso intervallo di velocità e di potenza; è inoltre possibile ottenere rendimenti più elevati quando è necessario far lavorare l'impianto ai carichi parziali.
Le turbine possono essere regolate in due modi
a)a velocità di rotazione costante (e potenza assorbita dall'utilizzatore variabile); l'applicazione tipica è la generazione di energia elettrica, quando la turbina a gas è accoppiata ad un alternatore
b)a velocità di rotazione variabile; l'applicazione tipica è la generazione di energia meccanica dove sono richieste condizioni di funzionamento a velocità e carichi variabili ed è obbligatorio ricorrere alla disposizione su assi multipli.
Per finire la diatriba Primus-Guizzo è opportuno fare un piccolo chiarimento
Guizzo, non è un spreco di risorse capire dove ci si trova in quella mappa,
se è vero che quella curva rappresenta le condizioni per cui ho il massimo rendimento (per la 5533, l'80%) cosa rappresenta la portata corretta?
Secondo te, è la portata massica moltiplicata per il rapporto di T e di P tra quelle dei gas uscenti dalla turbina e le condizioni atmosferiche, ad esempio se voglio che la mia turbina espanda il gas da 2,5 bar a 1 bar con un rendimento dell'80%, o forse bisogna usare le condizioni all'ingresso
mentre quella reale = 70 x (Tambiente/Tgas esausti)= 70 x (300/955)=22 lb/min
E' giusto quello che ho scritto? a me sembra strano , quasi impossibile che quella reale sia così piccola forse bisogna usare le condizioni all'ingresso cioè
portata reale = portata corretta x (Tamb/Tingresso turbina) x (P3/Pamb)
Chiarito questo importante dubbio, sorgono alcune domande a Guizzo e agli altri
1) se lavoro con una portata inferiore o superiore come varia il rendimento? peggiora in entrambi i casi?
2) per quale ragione dovrei scegliere la configurazione in serie piuttosto che quella in parallelo? Cornetti le enuncia entrambe sul suo testo per la free-shaft
3) Se optassi per il serie, con una portata di circa 1 kg/s, 900°C e Beta=3,5-4 quali due modelli di turbine consigliate? per il parallelo invece?
4) perche' la curva isorendimenti si tronca per Beta uguale 3,5 se avessi un fluido a 5 bar non potrei espanderlo a 1bar?
1) se lavoro con una portata inferiore o superiore come varia il rendimento? peggiora in entrambi i casi?
2) per quale ragione dovrei scegliere la configurazione in serie piuttosto che quella in parallelo? Cornetti le enuncia entrambe sul suo testo per la free-shaft
3) Se optassi per il serie, con una portata di circa 1 kg/s, 900°C e Beta=3,5-4 quali due modelli di turbine consigliate? per il parallelo invece?
4) perche' la curva isorendimenti si tronca per Beta uguale 3,5 se avessi un fluido a 5 bar non potrei espanderlo a 1bar?
Mauro
1) e 4): se 0.8 è il rendimento max allora in qualsiasi altra condizione il rendimento sarà inferiore, di quanto deve dircelo chi la produce;
hai provato a rifare i conti usando 70 lb e 2.5 come rapporto?
3) e 4): dovrei fare uno studio più approfondito per dirtelo
dovresti inserire anche il rendimento dello scambiatore anzi, secondo me è quello il punto debole del sistema
innanzitutto mi scuso se sono sembrato sgarbato, tuttavia ci sono delle doverose precizazioni da fare:
primo: tu non vuoi dire che alternatore usate. Per una serie di motivi... uno che sembra spiccare è che l'ha trovato il tuo capo... quindi state lavorando a questa cosa in una realtà commerciale... tuttaltro che senza fini di lucro immagino.
Fin qui quasi tutto ok, se non fosse per una domanda che mi sorge spontanea: ma tu stai cercando di produrre qualcosa (sicuramente per poi cercare di farne un prodotto vendibile tramite l'azienda del tuo capo) e vieni qui a chiedere consigli e a non rendeci parte di eventuali progressi... Spero la tua onostà intellettuale sia tale da capire in che paradosso ti sei cacciato.
Adduci poi che ciò che ti fa desistere è una mancata "iperindustrializzazione" (che cosa sia poi non si sa...) dell'alternatore in oggetto, credendo che se poi andiamo a provarlo e non funziona ci potremmo arrabbiare o s.....re il prodotto come dici tu.
Perdonami qui mi permetto di puntualizzare un mio pensiero, e i casi son 2:
o sottovaluti l'intelligenza e l'onestà intellettuale di chi ti legge e di chi ti risponde...
o credi di prenderci in giro
entrambe le cose non sono belle, pensaci bene e sono certo che capirai.
Secondo: Se ti ostini a non dare ma soltanto a domandare qui duri poco... di qui si vede che frequenti da poco questo posto... tanto da dire che la presente è"creata da me, e sviluppata quasi esclusivamente da me e Guizzo è la più interessante che sia stata fatta nel forum biomasse negli ultimi tempi, abbiamo contribuito e stiamo contribuendo molto per cercare di dare A TUTTI delle dritte su come costruire un EFGT senza spendere troppi soldi"
a tal riguardo consiglierei di andare a fare un giro nella sezione dei motori a combustione esterna... magari qualcuno aveva pensato certe cose molto prima di te o magari anche del tuo capo.
ti renderai conto che questa discussione potrebbe essere una ripetizione di quanto già detto... e quindi dovrebbe essere accorpata all'altra...
Ergo, pe quanto dolente da accettare: non hai creato NULLA.
1) se lavoro con una portata inferiore o superiore come varia il rendimento? peggiora in entrambi i casi?
Varia il rendimento globale certamente, ma stiamo parlando sempre di un transitorio!! pertanto il 99% dell'utilizzo che farai della turbomacchina sarà al punto di progetto.
2) per quale ragione dovrei scegliere la configurazione in serie piuttosto che quella in parallelo? Cornetti le enuncia entrambe sul suo testo per la free-shaft
quella in serie è la piu semplice, non a caso viene usata in aeronautica ( turboprop ) gestire invece le portate nel caso di un'istallazione in parallelo sarebbe molto più complicato sia costruttivamente che dal punto di vista del controllo
3) Se optassi per il serie, con una portata di circa 1 kg/s, 900°C e Beta=3,5-4 quali due modelli di turbine consigliate? per il parallelo invece?
il parallelo lascia perdere senti a me!!
4) perche' la curva isorendimenti si tronca per Beta uguale 3,5 se avessi un fluido a 5 bar non potrei espanderlo a 1bar?
si potresti farlo espandere certamente ma non avresti il rendimento 80%
La portata corretta va sempre riferita alla condizione di temperatura ambiente e pressione ambiente
innanzitutto mi scuso se sono sembrato sgarbato, tuttavia ci sono delle doverose precizazioni da fare:
Solar,
In vita mia di persone villane come te, mi piacerebbe dire che ne ho conosciute poche, in realtà, troppe, SEI UN VILLANO DI PRIMA SPECIE
In quello che hai scritto NON C'E' NIENTE DI VERO, ma non voglio litigare, ne annoiare gli altri utenti, ne tantomeno rovinare una discussione cui tengo, per cui sarò breve
Non c'è nessuno progetto commerciale, fidati, lo ripeto, è un progetto cui stiamo lavorando io ed il mio capo per della biomassa che riusciremo a raccogliere a breve, ma è una cosa unica, la nostr'azienda non si occupa di EFTG, non vogliamo fare concorrenza a Turbec, anche perché non ne avremmo gli strumenti, non siamo consociati ad ABB e Finmeccanica. La mia e la nostra idea è quella di creare un EFGT a costi ben più bassi di quelli proposti da Turbec e condividerlo su internet, sfruttando ciò che c'è di
1) già collaudato
2) industrializzato,
3) prodotto su larga scala
4) e venduto a bassi prezzi
presente sul mercato.
Fidati che se ci fosse qualcosa di commerciale non scriverei niente sul forum.
Di quello di cui mi occupo personalmente come professionista non scrivo niente sul forum.
Se non sai cosa significa industrializzare è perché probabilmente non hai mai lavorato in un dipartimento di industrializzazione.
Ho lavorato per un anno in una grossa multinazionale per il dipartimento d'industrializzazione.
Ti assicuro che grazie, ANCHE, al mio lavoro, siamo riusciti ad abbattere i costi di alcuni prodotti del 70% e aumentarne l'affidabilità.
Questo in sintesi è l'obbiettivo dell'industrializzazione, ma non sto qui a spiegartelo per segno, su internet trovi tanti ottimi esempi.
E non permetterti di dire che prendo in giro la gente, se c'è qualcuno che prende in giro la gente non sono io.
Quale sarebbe nella sezione motori a combustione esterna la discussione uguale?
Se fosse questa, come immagino, fai capire a tutti che di cicli EFGT NON SAI NIENTE! quello di cui si parla in quella discussione è un ciclo Bryton che lavora in depressione, non ha niente a che vendere col mio, dove si lavora a temperature e pressioni alte con necessità di riscaldare il fluido tramite scambiatori.
Dici che io non ho contribuito e faccio solo domande... ma con che coraggio scrivi queste scemenze? chi ha disegnato i cicli, chi ha proposto modelli di turbogruppi presenti sul mercato linkando le mappe? chi ha calcolato potenze e rese? tu invece? tu cos'hai scritto per contribuire? Zero
L'unica cosa su cui bisognerebbe davvero meditare è la qualità del moderatore Solarplex
Ora continuiamo con la discussione sull'EFGT che è molto più interessante
@Primus e Guizzo
Grazie per le risposte, anche se ci sono delle inesattezze,
Rispondendo alla prima domanda Guizzo, hai scritto una cosa che non c'entra
Io chiedevo come varia il rendimento se lavoro in punto sopra o sotto la curva, ma in regime stazionario, non in transitorio, i transitori non li considero
Sarebbe interessante sapere qual'è il rendimento (sempre che quella curva rappresenti l'80%) lavorando in regime stazionario in un punto sopra o sotto la curva.
Sulla scelta serie/parallelo, sono d'accordo con te Guizzo, gestire un parallelo sarebbe troppo difficile da controllare, meglio un serie, a quel punto si dovranno cercare le turbine più opportune per quei due salti di pressione.
Non ho ancora capito cosa sia la portata corretta, su testi universitari ho trovato la portata ridotta, ma penso non sia la stessa cosa
Non capisco come il compressore della GT5533 possa lavorare a 110 lb/min, Beta=3,75 e rendimento vicino all'ottimale, mentre con quel Beta per la turbina accoppiata della 5533, se volessi avere il rendimento ottimale dovrei lavorare a 70 lb/min
E' molto strano, ma ripeto, cos'è la portata corretta? come si calcola? finché non sappiamo come sia definita non possiamo fare molti passi avanti
se la portata corretta in una turbina che espande un gas da 1273 °k a 955°k da 2,8 bar a 1 bar è 70 lb/min
Qual'è la portata massiva reale?
Non capisco come il compressore della GT5533 possa lavorare a 110 lb/min, Beta=3,75 e rendimento vicino all'ottimale, mentre con quel Beta per la turbina accoppiata della 5533, se volessi avere il rendimento ottimale dovrei lavorare a 70 lb/min
perchè sono 2 macchine diverse;
evidentemente il compressore ha un campo di utilizzo più vasto ma il gruppo rientra nei parametri della turbina che magari potrebbe lavorare a 110 lb/min ma con un eta più basso, bisognerebbe trovare questo eta
Le mappe delle turbomacchine vengono diagrammate con valori "adimensionalizzati" rispetto alla Temperatura ambiente 20° C e pressione atmosferica 1013 millibar , portata corretta, numero di giri corretto, questo tipo di rappresentazione ci permette di conoscere il comportamento della turbomacchina al variare delle condizioni di ingresso, ovvero pressione e temperatura.
Esempio banale se il compressore lo metti a lavorare - 20°C avrà un funzionamento diverso e quindi se utilizzi la formula in allegato
potrai estrarti la portata vera e non quella corretta o ridotta
Esempio pratico :
<dl><dt>Corrected Air Flow</dt><dd> When plotting actual airflow data on a compressor map, the flow must be corrected to account for different atmospheric conditions that affect air density.
Example:
Air Temperature (Air Temp) - 60°F
Barometric Pressure (Baro) - 14.7 psi
Engine air consumption (Actual Flow) = 50 lb/min
Corrected Flow= Actual Flow SQR([Air Temp+460]/545)/ Baro/13.95
Corrected Flow= 50*SQR([60+460]/545)/ (14.7/13.95) = 46.3 lb/min
</dd></dl>
interessante Primus la presentazione linkata, ahime il contesto in cui è inserito è quello aeronautico, e soprattutto come tutte le presentazioni in powerpoint per essere capite necessiterebbero dell'oratore perché spesso sono scarne, con più calma le leggerò,ma ci sono tante cose poco o per niente spiegate
Sintetizzando, la formula che relaziona portata reale e portata corretta è per una macchina, o dovrebbe essere
Portata corretta = portata reale x [(sqr T ingresso(°k)/sqr T amb(°k))/(P ingresso/P atm)]
per cui
Portata reale = Portata corretta/[(sqrT ingresso(°k)/sqr T amb(°k))/(P ingresso/P atm)]
prendendo sulla mappa del compressore della GT5533 il punto a Beta=4 e portata corretta= 120 lb/min (scelta per essere in ottimo rendimento),quella reale sarà per il compressore
mentre per la turbina, o meglio per la prima turbina supponendo di espandere con Beta=1,5, avremo
P uscita compressore = 405,3 kPa
P ingresso turbina (ipotizziamo 5% di pdc) = 385,35 kPa
P uscita prima turbina (quella che spinge il compressore) = 256,7 kPa
T ingresso turbina=1273 °k valore considerato accettabile per avere una vita utile di almeno 3000/4000 ore
T uscita turbina=1161,5 °k
calcolata con le formule precedenti, supponendo in prima istanza che l'eta t=0,8 (anche se non lo sappiamo, bisognerebbe reiterare)
T4s=T3/[(P3/P4)^0,286]=1273/[1,5^0,286]=1273/1,123=1133,6 °K
T4=T3 - eta t*(T3-T4s)=1273- 0,8*(1273-1133,6)=1273-0,8*139,4=1273-111,52=1161,5 °K
conoscendo la portata reale del compressore che è uguale a quella che entrerà in turbina perché le due macchine sono in serie, posso calcolare la portata corretta e verificare se sono in zona di ottima rendimento.
Portata corretta = 120 x [(sqr1273/sqr T amb(°k))/(385,35/101,32)]
=120*[(35,68/17,32)/3,78]=65,4 lb/min
Controllate per favore se i valori inseriti ed i calcoli sono corretti, se fosse così a 65 lb/min e Beta=1,5 siamo al di sopra della linea nera per A/R=1,4
forse usando un rapporto A/R diverso ovvero cambiando il carter in cui è contenuta si riesce ancora ad entrare nella zona di massimo rendimento, siete d'accordo?
un'ultima cosa, nella mappa della turbina non si legge il numero dei giri a differenza che nella mappa del compressore, significa che il rendimento non dipende da N?
Il passo successivo è quello di calcolare la portata ridotta sulla seconda turbina ( free shaft) e li ti accorgerai che ci vorra un turbogruppo di una nave :-)
ora vado a suonare un'oretta il piano, ho bisogno di staccare gli occhi dal monitor , poi lo calcolo, nel frattempo potresti controllare se è corretto o meno quello che ho calcolato
mentre per la turbina, o meglio per la prima turbina supponendo di espandere con Beta=1,5, avremo
P uscita compressore = 405,3 kPa
P ingresso turbina (ipotizziamo 5% di pdc) = 385,35 kPa
P uscita prima turbina (quella che spinge il compressore) = 256,7 kPa
T ingresso turbina=1273 °k valore considerato accettabile per avere una vita utile di almeno 3000/4000 ore
T uscita turbina=1161,5 °k
calcolata con le formule precedenti, supponendo in prima istanza che l'eta t=0,8 (anche se non lo sappiamo, bisognerebbe reiterare)
T4s=T3/[(P3/P4)^0,286]=1273/[1,5^0,286]=1273/1,123=1133,6 °K
T4=T3 - eta t*(T3-T4s)=1273- 0,8*(1273-1133,6)=1273-0,8*139,4=1273-111,52=1161,5 °K
conoscendo la portata reale del compressore che è uguale a quella che entrerà in turbina perché le due macchine sono in serie, posso calcolare la portata corretta e verificare se sono in zona di ottima rendimento.
Portata corretta = 120 x [(sqr1273/sqr T amb(°k))/(385,35/101,32)]
=120*[(35,68/17,32)/3,78]=65,4 lb/min
In questi calcoli c'è un errore,me ne so no accorto ora,
a 900°C corrispondono 1173°k non 1273, rifacendo i conti
T4s=T3/[(P3/P4)^0,286]=1173/[1,5^0,286]=1173/1,123=1044,5 °K
T4=T3 - eta t*(T3-T4s)=1173- 0,8*(1173-1044,5)=1173-0,8*128,5=1173-102,8=1070 °K
Portata corretta = 120 x [(sqr1173/sqr T amb(°k))/(385,35/101,32)]
=120*[(34,25/17,32)/3,78]=62,8 lb/min
che rimane comunque sempre sopra la curva
mentre per la turbina di potenza, la portata corretta è (usando questa volta i valori calcolati dal programmino di Guizzo)
Portata corretta = 1 kg/s x [(sqr T in turbina/sqr T amb(°k))/(1,66/1,1)]
=1*[(31,25/17,32)/1,51]=1,195 Kg/s=158 lb/min
un valore molto elevato come Guizzo immaginava, Garrett non fa nulla a riguardo, la dimensione è tale da richiedere una turbina per applicazioni marine, la cosa non mi dispiace, anche perché si potrebbe ricorrere forse a turbine assiali (le più piccole) che hanno rendimenti maggiori
MAN produce turbine di questo tipo, quindi la scelta tecnica definitiva potrebbe essere una Garrett GT5533 da generatrice e una MAN della linea NR/S da collegare all'alternatore
Guizzo, sai che calcoli fa il programmino che usi? gli stessi che faccio io, o di diversi? lo usi in versione freeware?
No, non l'ho dimenticato, se la turbina (solo la turbina) durasse, a quelle temperature, che ricordo, sono ben al di sopra di quelle per cui è stata progettata e per cui il costruttore fornisce la garanzia (Garrett garantisce il funzionamento a 650°C max), 4000 ore sarei felicissimo, perché significherebbe che dovrei sostituirla ogni 8 mesi (l'impianto funzionerebbe 5 giorni alla settimana) spendendo poche centinaia di euro.
Il salto di pressione della prima turbina non è certamente 1,5 ( come vorresti che fosse) per poi espandere gli altri 2 bar fino alla pressione ambiente con la seconda turbina con l'alternatore !! Ti piacerebbe..... :-)
in realtà non è cosi ma prorio l'inverso come puoi vedere dai dati che ti ho mandato :
P4 =3.5 bar
P45 = 1.65 bar
pertanto hai un beta nella prima turbina di 2 e un beta della seconda di 1.5
Pertanto valgono le 160 Lb\min come portata corretta della free shaft, quindi sei anche fortunato perchè le macchine assiali di queste portate lavorano intorno ai 30.000 Rpm
Allora rifacendo i conti risulta che, usando i valori da te calcolati Guizzo che le due portate corrette sono
prima turbina
Portata corretta = 1 kg/s x [(sqr1173/sqr T amb(°k))/2]=1*(34,25/17,32)/3,5=0,56 kg/s = 74,58 lb/min
La solo turbina Garrett capace di lavorare con questa portata corretta per Beta=2 ad alto eta è la più grossa che c'è in catalogo, ovvero la GT6041
mentre per la seconda il calcolo è giusto e bisogna ricorrere a turbine che Garrett non ha in catalogo
Per il primo turbogruppo si dovrebbe accoppiare il compressore della GT5533 alla turbina della 6041, è possibile?
Scusa se ripeto la domanda Guizzo, ma il programmino che hai usato, era in versione free? per calcolare potenze e temperature compie gli stessi calcoli che ho scritto io?
Chi ha fatto questo programmino è NLR il National Aerospace Laboratory Olandese, pertanto se ci leggono potrebbero offendersi se lo chiamiamo programmino...
il programma è free per utilizzi non commerciali quindi è scaricabile e funzionante al 100% ha la limitazione che non puoi salvare quello che hai fatto !
togliti dalla testa di mettere il compressore di un turbogruppo all'altro
dovresti fare delle modifiche molto invasive sulla chiocciola che praticamente la fai diventare una patata ....
nei calcoli che ho fatto ho messo un rendimento dello scambiatore del 90% (forse sovrastimandolo) nell'immagine è cerchiato con il verde ed è incicato con Eff_6 = 0.90
Ma questo dello scambiatore è veramente un lavoro apparte pure perchè sarà di dimensioni grosse sicuramente, ma mettiamolo un attimo in secondo piano.
Mi sembra che fino a questa fase sia stato possibile dimostrare che con un turbogruppo si possa costruire una macchia gas generatrice da accoppiare ad una free shaft collegata ad un'alternatore che rimane ancora da definire
il problema è e rimane quello di "tirare" l'energia fuori attraverso il generatore che un'altro bello scoglio.
la mia idea che se pure si utilizzasse una turbomacchina assiale quindi con numeri di giri piu bassi ( circa la metà) ma sono sempre 30.000 rimane comunque il problema del generatore al alta frequenza, pertanto io farei un'altra cosa:
Non utilizzerai un generatore ad alta velocità ( per ovvi motivi di costo,manutenzione,mancanza di fornitori) il problema lo risolverei "fluidodinamicamente" progettando ad hoc una turbina assiale con un diametro adeguato per fare 3.000 RPM per poterci connettere un alternatore standard.
Non utilizzerai un generatore ad alta velocità ( per ovvi motivi di costo,manutenzione,mancanza di fornitori) il problema lo risolverei "fluidodinamicamente" progettando ad hoc una turbina assiale con un diametro adeguato per fare 3.000 RPM per poterci connettere un alternatore standard.
Saluti
Guizzo
è quello che ho detto io dall'inizio,
si sa che i sistemi EFGT si possono realizzare visto che sono stati costruiti, ma tutto deve essere realizzato ad hoc in particolare la turbina che deve avere una fluidodinamica particolarmente dedicata.
se non sbaglio i fumi escono a 610 K, con quella temperatura riesci ad avere 90 % da uno scambiatore?
la mia idea che se pure si utilizzasse una turbomacchina assiale quindi con numeri di giri piu bassi ( circa la metà) ma sono sempre 30.000 rimane comunque il problema del generatore al alta frequenza, pertanto io farei un'altra cosa:
Non utilizzerai un generatore ad alta velocità ( per ovvi motivi di costo,manutenzione,mancanza di fornitori) il problema lo risolverei "fluidodinamicamente" progettando ad hoc una turbina assiale con un diametro adeguato per fare 3.000 RPM per poterci connettere un alternatore standard.
E' un'ottima idea, o meglio un buon punto di partenza
Assodato che si riesce e si trova un turbogruppo standard per camion come la GT5533 o la GTX4508 della GArrett per comprimere l'aria, per la seconda turbina, quella accoppiata all'alternatore le soluzioni all'orizzonte sono
1) usare un turbina radiale per applicazioni navali tra le più piccole dato che la portata corretta è attorno ai 160 lib/min con collegato un alternatore veloce
il vantaggio di questa soluzione è che ci sono già sul mercato turbine già ottimizzate che lavorano a quelle condizioni.
Lo svantaggio è questo benedetto alternatore , il mio capo l'ha trovato, ma è poco più di un prototipo, il costo non è alto,ma nemmeno basso e sull'affidabilità non ci metterei la mano sul fuoco
2) la seconda soluzione devo ammettere Guizzo che è molto affascinante, usare un alternatore da 3000 rpm come quelli dei generatori Diesel, quindi prodotti su larghissima scala a prezzi bassi collegato ad una turbina assiale.
Le turbine assiali di piccola taglia come quelle della MAN serie NA, sono progettate per lavorare da 20000 o 40000 giri, non 3000, ma con portate volumetriche di 20-30 m^3/s, per cui vale la pena studiare se queste turbine siano capaci di espandere con buoni rendimenti anche a numero di giri più basso (3000) con portate notevolmente più basse ovviamente.
Andrebbero studiati i triangoli di velocità v,u e w, uno studio di similitudine
Ad esempio
una domanda cui sarebbe interessante avere la risposta è se la MAN NA34/S, capace di espandere una portata dai 5 ai 8 m^3/s di aria in pressione da 3 bar ad 1 bar a 700-800°C girando a 25000 rpm,
Sarebbe anche in grado di espandere con rendimenti simili portate più piccole, di 1 m^3/s girando a 3000 rpm, mantenendo invariate le altre condizioni?
Dati i costi abbastanza limitati sicuramente è una prova che varrebbe la pena fare, ma prima uno studio preliminare di similitudine sarebbe necessario
scusate ma nessuno si preoccupa di mettere dentro il rendimento dello scambiatore, che è il punto debole della catena?
Primus
Ti stai focalizzando su una cosa per cui secondo me non ne vale molto la pena Primus.
Di scambiatori ce ne sono molti sul mercato, il primo, quello che usa i gas esausti della turbina (T max=650°C) per scaldare i gas di fine compressione sarà un comune scambiatore a piastre in inox saldoabrasato come se ne trovano tantissimi, a basso prezzo oltretutto.
mentre il secondo, quello ad alta temperatura potrebbe essere in allumina o in un materiale ceramico, sicuramente costerà di più, ma anche quelli si trovano sul mercato già da molti anni.
Per quanto concerne l'efficienza, anche quello non è un problema Primus, sia essa 0,9 o 0,8 non mi preoccupo, so bene che con la tecnologia attuale per i gas-gas, è sufficiente un salto di 50°C tra le due vene fluide in controcorrente e riesco ad ottenere lo scambio di calore voluto con superfici ragionevoli
Mauro1980 "Sarebbe anche in grado di espandere con rendimenti simili portate più piccole, di 1 m^3/s girando a 3000 rpm, mantenendo invariate le altre condizioni? "
è una domanda che non mi sarei aspettato !!!
praticamente stai pensando di far girare una turbomacchina ad un decimo della velocità di rotazione per cui è progettata !! il che sigifica che anche la velocità periferica sarebbe un decimo quindi dovrebbe funzionare a circa 25m\sec il che è praticamente impossibile
ora devo andare Guizzo,non ho tempo di approfondire, ma ti assicuro che non è impossibile!!!
la velocità periferica u sarà si un decimo o meglio un ottavo, ma sarà un'ottavo anche la velocità assoluta v, per cui la similitudine geometrica dei triangoli di velocità è rispettata
produrremo molta meno potenza di quella per cui è progettata, ma a noi interessa non la potenza nominale di progetto,ma il rendimento
il rendimento di questo stadio è la vera incognita, ma ne discuteremo
Commenta