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Discussione: Nuova architettura stirling.. forse

  1. #1
    Appassionato/a

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    Talking Nuova architettura stirling.. forse



    Scusate forse non ho calcolato qualcosa.. forse sono troppo presuntuoso.. oppure completamente matto da legare , ma da un po' di tempo ho una (mezza) idea su una NUOVA architettura di stirling gamma a basso attrito interno con un rendimento migliorato, e dato che con le parole non sono bravo ho fatto un'animazione, molto schematica. Ho anche qualche idea per tenuta ed affini. Ditemi cosa ne pensate. Grazie (scusate l'insolenza!)
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  2. #2
    amir
    Ospite

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    Ciao IlioM,
    a mio avviso potrebbe funzionare;
    come pensi di lavorare precisi il "cilindro" (toroide?) di potenza ed il pistone?
    Perché "a basso attrito interno"?
    "Rendimento migliorato" rispetto a cosa, e mediante quale accorgimento?

    Complimenti per l' originalità dell' idea.

    amir

    PS: è possibile rallentare la animazione? Così per me è molto difficile da seguire.

    a

  3. #3
    Appassionato/a

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    Allora non sono proprio matto!! scherzi a parte..
    1) le camere toroidali sarebbero il meglio per quel che riguarda la tenuta, ma sono di difficile costruzione per un vantaggio minimo.. molto meglio sezioni quadrate per il "cilindro" di potenza e rettangolari per la camera si espansione.
    2) a basso attrito interno perché con lo stesso attrito di uno stirling ne ho 2
    3) Rendimento migliorato perché il dislocatore rimane in posizione favorevole più a lungo.
    Dovrebbe/potrebbe anche essere autoinnescante..
    Questa è una parte di quello che credo di aver buttato giù, sempre nella mente malata .

    Per l'animazione puoi vedere tutti i fotogrammi con Irfanview --> opzioni -- estrai tutti i fotogrammi
    google irfanview
    Ultima modifica di IlioM; 24-02-2009 a 09:22

  4. #4
    amir
    Ospite

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    Quote Originariamente inviata da IlioM Visualizza il messaggio
    Allora non sono proprio matto!! ...
    1) le camere toroidali sarebbero il meglio per quel che riguarda la tenuta, ma sono di difficile costruzione per un vantaggio minimo.. molto meglio sezioni quadrate per il "cilindro" di potenza e rettangolari per la camera si espansione.
    2) a basso attrito interno perché con lo stesso attrito di uno stirling ne ho 2
    3) Rendimento migliorato perché il dislocatore rimane in posizione favorevole più a lungo.
    Dovrebbe/potrebbe anche essere autoinnescante...
    Matto no ma originale parecchio sì!
    1) Sono curioso di sapere come intendi fare le tenute per il "pistone" quadrato...
    2) Tu sei uno che vede il bicchiere mezzo pieno eh?
    3) Sì e no, perché rimanendo in posiz. favorevole più a lungo, dopo il gas dovrà avere una escursione termica maggiore, questo punto è da studiare meglio; forse quegli arresti bruschi sono dannosi. Una molla di fine corsa?
    4) Forse può partire da solo, a valutare questo punto non ci avevo pensato proprio.

    amir

  5. #5
    Appassionato/a

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    per la tenuta del pistone ho una idea.. non so quanto buona.. ma la vorrei dire in seguito.. hai visto mai che funzionasse il motore!
    comunque bisogna andare a tolleranze basse.
    L'escursione del gas dipende molto dal delta di temperatura applicato... e spero che possa funzionare con delta relativamente piccoli, e cmq "è l'anima del commercio".
    Per l'arresto del dislocatore non mi preoccuperei.. mi piacerebbe mettere dei quarzi piezoelettrici per i recupero dell'energia, se no finecorsa ad aria.. non credo sia un problema.
    Comunque quello nell'animazione è solo uno schema ci sono "orrori" credo evidenti.
    Ciao

  6. #6
    amir
    Ospite

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    Quote Originariamente inviata da IlioM Visualizza il messaggio
    ... spero che possa funzionare con delta relativamente piccoli, .
    Comunque quello nell'animazione è solo uno schema ci sono "orrori" credo evidenti...
    1) Da quello che si legge, il rapporto Volume Dislocato/Volume Cilindro di Potenza, in motori a basso differenziale di temperatura, deve essere molto alto.
    2) Evidenzia per piacere i due o tre orrori che ti sembrano più orrendi...

    amir

  7. #7
    Appassionato/a

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    dato che i "cilindri" sono diversi, addirittura uno può essere a sezione rettangolare mentre l'altro a sezione quadrata (quello di "potenza") i volumi posso essere qualsiasi.
    L'"orrore" più grande è che i bracci del dislocatore attraversano tutto il motore.. ma questo l'ho già risolto.

  8. #8
    Appassionato/a

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    Ovviamente, per chi non avesse colto, il "pistone" di potenza in giallo e il dislocatore in grigio possono sempre essere legati a un albero con biella/manovella sfalsati di 90° come in un normale stirling

  9. #9
    Appassionato/a

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    Non si finisce mai d'imparare, per la tenuta del pistone di potenza si potrebbe usare una "guarnizione" magnetica a ferrofluido come descritto in questo post

  10. #10
    Appassionato/a

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    Quote Originariamente inviata da IlioM Visualizza il messaggio
    Scusate forse non ho calcolato qualcosa.. forse sono troppo presuntuoso.. oppure completamente matto da legare , ma da un po' di tempo ho una (mezza) idea su una NUOVA architettura di stirling gamma a basso attrito interno con un rendimento migliorato, e dato che con le parole non sono bravo ho fatto un'animazione, molto schematica. Ho anche qualche idea per tenuta ed affini. Ditemi cosa ne pensate. Grazie (scusate l'insolenza!)
    PS. mi sono accorto che per vedere l'animazione bisogna cliccarci sopra. L'anteprima è statica.

  11. #11
    Novizio/a

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    Tanto matto non mi sembri, oppure al punto giusto, mi hai fatto vanire un idea, da bambino avevo visto delle ampolline che mettendogli sotto la mano trasferivano il liquido interno(cos'era' booo) in un'altra ampolla comunicante.
    ora se prendessimo una bilancia 0----|-----0 <---- quello e' lo schema eh e riempissimo di un liquido una palla la bilancia si troverebbe in disequilibrio.
    applichiamo calore alla bolla bassa, il liquido interno si scalda si trasferisce nell'altra bolla (il perno centrale e' l'albero motore da cui traiamo l'energia) e via di nuovo inversamente-
    ora domanda qual'e' il liquido migliore per far cio'?
    2 il liquido esterno per scaldare e trasferire a quello interno calore dovrebbe essere messo in un tubo a U alle cui estremita ci sone le vaschette che conterrebbero alternativamente le ampolle (sfere)
    3 eventualmente le 2 palle (che fungono da bilancia) potrebbero essere collegate tra loro da un tubo e invece di trasferire il liquido potrebbero spingere un cilindro da una parte all'altra e far fare a lui da greve per cambiare equilibrio (un paio di magneti al respingenti per evitare la posizione di equilibrio)
    4 quando le sfere sono nella parte alta dovrebbero appoggiarsi a un bel dissipatore di calore per rinfrescare la palla (se nella configurazione con cilindretto come greve altrimenti non e' necessario nemmeno quello.
    ovviamente il liquido esterno nella ' U ' lo scaldiamo con un pannello solare

  12. #12
    Appassionato/a

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    Sì bello, ma quanta energia al m³ puoi ricavare? ricorda che l'energia è potenziale in questo caso... Può andar bene per dei modellini, ne trovi un sacco su youtube, ma non per produrre energia in grande quantità

  13. #13
    Novizio/a

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    Smile

    Quote Originariamente inviata da DinoDF Visualizza il messaggio
    Sì bello, ma quanta energia al m³ puoi ricavare? ricorda che l'energia è potenziale in questo caso... Può andar bene per dei modellini, ne trovi un sacco su youtube, ma non per produrre energia in grande quantità
    eh eh al m2 abbiamo tra 2 e 5 kw (fonte per es: Mappe di irraggiamento solare per impianti a pannelli solari fotovoltaici)
    )
    ora qualunque sistema ci inventiamo parte da qui (ci traiamo energia elettrica, calore per riscaldamento, sanitari ecc....) ora con 15-20 m2 di pannello termico (cosi' evitiamo anche la penuria di silicio)) se facciamo le cose per benino dovremmo cavarci fuori TUTTO cio' che serve a una abitazione per 4 persone (energia elettrica inclusa (all'enel hanno gia' assoldato un killer )) si tratta solo di cogitare un sistema di accumulo economico, dimensionalmente piccolo, affidabile con poca o nulla manutenzione e di cooproduzione di energia elettrica con il massimo rendimento... (mi sa' che le turbinozze a vapore sono le piu' meglio assai, ma alla fantasia non c'e' limite).

    per quello che riguarda gli usi industriali mi sa che il sistemino che pensava un certo rubbia , un bravo ragazzotto, potrebbe funzionare...(anche se io ci vedrei bene oltre alle wind farm off shore anche un mix di coo produzione con pannelli solari termici galleggianti, turbine sommerse che sfruttano le correnti sottomarine, ma nel frattempo che i grandi si scornano tra loro, i piccoli si accontentano di risparmiare sulla bolletta di gas ed elettrica, appagano il loro io ecologista e mettono in moto un volano economico per la realizzazione degli impianti (pensa a quanto e' il giro per solari, camini, stufe a pellets ecc ecc..) (se aumentasse anche un poco per microeolico , stirling, microturbine a vapore ecc.. ecc.. non sarebbe male).

  14. #14
    Appassionato/a

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    Io ho scritto metro cubo, non metro quadro... il tuo sistema è un po' come il rotacolasoda (in un altro thread trovi il principio di funzionamento) l'energia utile alla movimentazione è data non dall'energia assorbita ma dall'energia cinetica del liquido spostato, è la forza di gravità che fa muovere il motore, se non ci fosse il motore non si muoverebbe... In pratica ha un rendimento basso per metro cubo occupato.

  15. #15
    Appassionato/a

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    Quote Originariamente inviata da DinoDF Visualizza il messaggio
    ma dall'energia cinetica del liquido spostato, è la forza di gravità che fa muovere il motore,
    Per non fare troppa confusione mi pare che l'energia di cui parli non è l'energia cinetica, ma l'energia potenziale, cioè l'energia che necessita una massa per solleversi di x metri in un campo gravitazionale. Del resto hai ragione, il problema è che con il sistema di DADOVE l'energia solare viene prima trasformata in energia potenziale e poi trasmessa al motore. E come dici tu sarebbero necessari metricubi di liquido per trasformare tutta l'energia solare in energia potenziale, anche se per dare l'idea sarebbe meglio parlare di tonnellate !!!!

  16. #16
    Appassionato/a

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    SE-POL hai perfettamente ragione, nella fretta ho scritto male :-)
    Ribadisco che il concetto è corretto e che molto probabilmente, anzi certamente, il motore funzionerà!

  17. #17
    Seguace

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    Io ho qualche dubbio. Dal 2D non riesco a vedere differenze di sezione o pressione che dovrebbero giustificare il moto del pistone di potenza. Puoi postare un 3D che spieghi anche la disposizione nello spazio?
    Così come è adesso non è evidente e non riesco neanche a capire dove tu possa fare tenuta.
    In ogni caso la tenuta strisciante va fatta su tutti i bordi che dividono gas a pressione diversa. Se vai a sommare i perimetri dei tuoi toroidi ti verrà presto fuori una lunghezza esorbitante. Non potendo poi contare sulla pressurizzazione ad opera gas (le divisioni tra camere non sono ben definte come in un anello di un pistone) dovrai precaricare le tenute con una molla. Tale molla ha il difetto di agire creando attrito per tutto il ciclo motore, mentre la pressurizzazione delle fasce ad opera gas crea grande attrito solo nelle fasi ad alta pressione, cioè quando la tenuta serve davvero.
    Insomma, i motori rotativi sono concettualmente belli, ma laddove servano poi tenute sono in netto svantaggio sui pistoni. Lo stesso effetto lo si ha sui Wankel. Non si è mai diffuso per problemi di tenute, che ne hanno sempre compromesso la affidabilità ed il rendimento.
    Il calore è una gran cosa se non ti trovi nel deserto e sai come utilizzarlo.

  18. #18
    Appassionato/a

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    per DADODAVE: far lavorare liquidi credo che sia estremamente più complicato e meno efficiente per la loro quasi incomprimibilità, quando si parla di scambi di calore, per non parlare di trasformazione dell'energia.
    Per Stranamore: Non so se questa architettura si possa prestare a motori di grande potenza, vale a dire grandi delta T, quindi con alte temperature ed evidentemente grandi delta di pressione che presuppongono grandi tenute. Comunque, per vedere di essere più chiaro, ho "solo" accoppiato 2 stirling i cui dislocatori scorrono in due semi tori divisi mentre il pistone di potenza "ad àncora" scorre in un unico toro la cui tenuta dovrebbe essere garantita da ferrofluido per magnetismo o mercurio per gravità.
    Ho già in mente molte modifiche importanti, tipo il rigeneratore, dato che mi è stato fatto notare che questa è la vera caratteristiche dello stirling. La cosa che un po' mi rammarica è che questa critica (costruttiva) mi sia stata fatta al di fuori di questo forum. Comunque grazie a tutti (quelli che sono venuti a messa) :-D

  19. #19
    Seguace

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    Guarda che anche la mia è costruttiva. Ti segnalavo solamente possibili criticità. Non conosco il ferro fluido, ma il mercurio è velenosissimo e oramai vietato perfino nei termometri. In ogni caso la sua densità avrebbe fatto lo stesso effetto delle tenute pressate.
    Diciamo che per un Low Dt anche gli scarti dalla pressione media sono bassi quindi ti basta una tenuta a tolleranza. Però devi comunque prevedere lavorazioni precise e costose.
    Per il rigeneratore sinceramente io non l'avevo proprio citato perchè non c'è nulla da criticare sulla sua assenza. In molti motori è addirittura dannoso, in particolare per i low Dt. Perchè in un low dt le differenze di pressione sono basse e quindi anche il piccolo Dp dovuto alla resistenza fluidodinamica del rigeneratore può rendere il motore non funzionante. In ogni caso un effetto "rigeneratore" è sempre presente ovunque un gas percorra avanti ed indietro lo stesso percorso ed è dovuto all'inerzia termica delle pareti. Peraltro ci sono anche dei criteri di dimensionamento delle pareti stesse che massimizzano questo effetto. Il vantaggio è di avere un minimo effetto rigeneratore senza le perdite di carico di uno vero e proprio.
    Il calore è una gran cosa se non ti trovi nel deserto e sai come utilizzarlo.

  20. #20
    Seguace

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    E comunque la mia richiesta di avere un 3D era solamente perchè a vederlo così nell'animazione il pistone di potenza è diviso in due semitori i quali hanno le due facce sempre esposte alla stessa pressione. Quindi non mi risulta evidente dove sia il deltaP che dovrebbe muoverlo. Anche se il displacer sposta il fluido di qua e di la e questo sale e scende di pressione non riesco a capire come questa pressione dia luogo a forze differenziali.
    Da qui il dubbio e la richiesta del 3D. Ma non escludo che possa trattarsi solamente di mia disattenzione.
    Il calore è una gran cosa se non ti trovi nel deserto e sai come utilizzarlo.

  21. RAD
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