Il C superiore è aperto in 1-5-6
Il C inferiore è aperto in 2-3-4

Il cassetto è vuoto in centro, è da lì che passa il gas, la parete del cassetto chiude alternativamente il tubo C e D...

Cosa intendi precisamente per fasatura ?

se la valvola di aspirazione rimane aperta per tutta la corsa diventa equivalente ad una automatica ed il motore torna ad essere un cayley.
La valvola deve chiudere ad una frazione di corsa, più o meno grande in maniera inversamente proporzionale al rapporto di compressione prescelto.
Quindi la valvola deve chiudere (leggi andare verso l'alto) mentre il pistone ancora viaggia verso il basso. Ecco che l'attrito non può chiuderla perchè sempre di verso concorde con il movimento.

La Valvola di Aspirazione

Sarebbe quella indicata con A nello schema ?

http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1271543962

Dovrebbe chiudersi prima dell'inversione del movimento ?

Grazie.


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La valvola di aspirazione (ho usato il termine impropriamente) è la C. Cioè quella che regola l'ammissione di aria calda al cilindro espansore.

Brayton doppio effetto

Bene: le valvole sono giuste.
La cosa non era così scontata perchè in un sito che parla di Brayton, si dava per non libera anche la valvola A.

L'inversione della valvola viene attuata dal movimento di ritorno del pistone che si verifica per inerzia: abbiamo pur sempre una massa ed una molla di accumulo cinetico.
Non credo comunque affidabile una movimentazione basata sull'attrito perchè con l'usura meccanica cambia nel tempo e tra l'altro spreca energia.

Meglio una versione meccanica come indicato dallo schema, che risolve ogni problema anche relativo alla possibilità di impostare una regolazione del rapporto di compressione.

http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1271871638

Da notare la molla in spinta che rende bistabile la posizione della valvola a cassetto: serve ad opporsi alla forza dell'attrito che, agendo in senso contrario sull'asta di supporto delle valvole a cassetto, dovrà essere ridotta al minimo.
Meglio: era quanto si voleva: il tratto interessato è molto lungo e basterà una tenuta del gas molto molto debole.


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Mi venisse un colpo se ho capito come funziona. Prendo per buoni i concetti.
Il Bryton/Ericsson deve avere almeno le valvole del cilindro caldo comandate. Quelle del cilindro compressore possono essere automatiche o comandate, quasi indifferentemente. Il quasi dipende dal rapporto di compressione scelto per il motore. SE lavoro con rapporti di compressione medio alti la caduta di pressione attraverso la valvola automatica è trascurabile. Se lavoro con rapporti bassi questa caduta si mangia una percentuale alta del rendimento del motore, costringendo a comandare dall'esterno anche queste valvole.
Ovviamente il rapporto di compressione dipende anche dal delta T del motore, nel senso che lo limita verso il basso. Come al solito, e questo è valido per qualunque motore, la Tmax disponibile deve essere ragionevolmente più alta della temperatura di fine compressione adiabatica.

Altra osservazione, sui dettagli costruttivi stavolta.
Il free piston non ha la costanza della corsa. Come pensi di risolvere questo problema nell'arrivare ad aprire o meno la valvola?

Valvole comandate

"Mi venisse un colpo se ho capito come funziona. Prendo per buoni i concetti."

... il colpo viene a me... se è difficile per te, chissà per gli altri...

Non è altro che un movimento di asta e bilanciere mosso dal pistone in fase di espulsione calda. La novità, per così dire, è il movimento bistabile della valvola a cassetto realizzato da quella specie di pistoncino con molla in spinta.

"Altra osservazione, sui dettagli costruttivi stavolta.
Il free piston non ha la costanza della corsa. Come pensi di risolvere questo problema nell'arrivare ad aprire o meno la valvola ?"

Nel post #17 scrivevo di "Brayton Free Piston".
Scorretto. E' più giusto chiamarlo Brayton Boxer "libero dal volano".

Non si possono trasferire impunemente i termini dello Stirling ad un Brayton. L'architettura esterna in questo caso è simile, ma la termodinamica resta diversa.
Le valvole comandate infatti, croce e delizia del Brayton, impediscono la libertà e la capricciosità del movimento del pistone caratteristica dello Stirling free piston.
E questo perchè in un Brayton il movimento del pistone non si può invertire se non cambia la posizione della valvola comandata.
L'unico motivo per cui il pistone non possa arrivare a comandare la valvola, è che l'espansione calda non avvenga in modo sufficiente, per carenza termica.
La presenza di un volano girante tradizionale potrebbe in parte supplire a questa evenienza, dato che l'escursione del pistone ivi collegato è fissa e il motore non si ferma, ancora per poco, ma renderà poco più del suo attrito. Un vantaggio da poco.
In questa configurazione Boxer, in caso di insufficiente espansione calda, non resterebbe che regolare dall'esterno il meccanismo di asta-bilanciere-valvola, anticipando il contatto del pistone con l'asta che muove le valvole comandate.


La dinamica del Brayton Boxer mi fa pensare, ma ci devo riflettere ancora un po', che sia addirittura inutile anche il volano oscillante a massa e molle.
Sarebbe la parte centrale indicata nel disegno.

http://www.energeticambiente.it/atta...aytonvalva.png


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Movimento Bistabile Valvola comandata

"La novità, per così dire, è il movimento bistabile della valvola a cassetto realizzato da quella specie di pistoncino con molla in spinta."

L'importante era il concetto, ma la bistabilità può essere ottenuta in altri modi, anche più eleganti: agendo sulle articolazioni del movimento ad esempio con delle placche incise, oppure anche esercitando una pressione regolabile con molla e sfera o rotella su una scanalatura del cassetto della valvola.

Senza volano

Sì, nel Brayton Boxer il volano è inutile.
Le fasi che avvengono dentro il cilindro sono quattro ma sono accoppiate in due soli movimenti: compressione fredda assieme all'espansione calda, espulsione calda assieme all'aspirazione fredda.

http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1272005906

L'unica fase che assorbe energia, la compressione fredda, avviene in contemporanea con la fase ampiamente esocinetica dell'espansione calda.
Le altre due fasi del cilindro (aspirazione fredda ed espulsione calda) assorbono pochissima energia e sono compensate dal Brayton opposto.

Quindi ci si può risparmiare la spesa del volano alternante e delle molle, la loro calibrazione, eliminando anche i fenomeni di rimbalzo e malfunzionamento delle molle.


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La famosa valvola "A"

Sarebbe la valvola in aspirazione del pistone freddo del Brayton.
Non dovrebbe essere libera.

http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1272218988

Perchè tutto funzioni correttamente infatti è necessario che la quantità di gas freddo spiazzato dal pistone freddo sia la stessa del gas caldo che viene prima espanso nel pistone caldo e poi espulso dallo stesso.
Se così non fosse avremmo, dopo qualche giro, un aumento di gas nel radiatore caldo, con conseguente aumento della pressione per effetto termico e dopo qualche giro il motore si blocca perchè il pistone freddo non riesce a comprimere più gas nel radiatore caldo.

Quindi, per questo motivo, la famosa valvola "A" viene chiusa con ritardo e il pistone freddo comincia a comprimere quando presumibilmente la quantità di gas freddo è la stessa di quella che entra in gioco nella parte calda.
E tutto va che è una meraviglia. Salvo il fatto che non è così semplice farla lavorare quella valvola senza un meccanismo di aste e bilancieri, sopratutto nella configurazione boxer.

Ci sono però vari modi per ridurre la quantità di gas che subisce la compressione adiabatica fredda:
1 - Chiudere la valvola aspirante con ritardo (la soluzione classica)
2 - Diminuire il volume del cilindro freddo, il diametro nel Boxer (soluzione costruttiva)
3 - Strozzare in aspirazione la valvola "A"

Quest'ultima opzione si presta ad una possibile regolazione automatica del motore, nel senso che l'aspirazione può essere ridotta in proporzione dell'aumento della pressione del radiatore caldo. Avremmo pertanto, almeno in teoria, un "Brayton a rapporto di compressione variabile" in grado cioè di funzionare a temperature diverse.

Un' altra considerazione vien da fare: se il circuito del Brayton viene chiuso ermetico e l'aspirazione non è più "atmosferica", si verifica in automatico lo strozzamento in aspirazione della valvola "A".
Dopo qualche giro infatti, diminuisce drasticamente la quantità del gas contenuta nel radiatore freddo (dato che aumenta quello contenuto nel radiatore caldo) e il motore entra in equilibrio dinamico.
Il rapporto di compressione si equilibra in automatico anche in questo caso.


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Soluzione meccanica Brayton Boxer

Esiste una dignitosissima soluzione meccanica per la movimentazione delle valvole nel Brayton Boxer.
Oltre a muovere le valvole calde, questo sistema, molto semplice, rende automatica la variazione del rapporto di compressione (RC).
E' l'obiettivo che volevo raggiungere.

Come si diceva nei post precedenti, il RC si attua:
1 - Chiudendo con ritardo la valvola A.
2 - Diminuendo il volume del cilindro freddo
3 - Strozzando in aspirazione la valvola A
4 - Usando un circuito di gas chiuso

Serve a garantire un flusso di massa di gas nel radiatore caldo uguale a quello che viene perso dallo stesso radiatore caldo nella fase di espansione calda.

A parte la 4° opzione, tutte le altre sono regolabili solo manualmente e non automaticamente, nel senso che se cambia l'erogazione termica, la macchina non si adatta e perde il RC ottimale.

Esiste un'altra opzione attuabile nel Brayton Boxer che consente di rende la macchina adattabile a qualsiasi DeltaT.
Mando l'immagine sperando che sia comprensibile.

http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1272723226

Come si nota, in questa versione, rispetto a quelle precedenti, le due camere calde e le due fredde sono state messe in uno stesso cilindro. Abbiamo un cilindro caldo e un cilindro freddo tra loro separati (soluzione già di per sé molto vantaggiosa !).

La soluzione proposta per rendere variabile il RC, è quella di svincolare il movimento del pistone freddo dallo stelo e di renderlo suscettibile al movimento di quello caldo solo attraverso delle molle in spinta.
Queste molle permetteranno la compressione del gas freddo in modo ideale nel senso che la valvola B si aprirà solo alla pressione giusta per ricevere il gas che serve e mandarlo al radiatore caldo. Tutto qui.
In pratica c'è una diminuzione, (però variabile e non fissa, dinamica quindi e non statica) del volume di compressione del gas freddo.
Se poi ci mettiamo il circuito del gas chiuso, abbiamo una macchina perfettamente adattabile a qualsiasi regime termico.

Le valvole A e B rimangono a clapet.

NON MALE, NON MALE !!!

C'è anche una soluzione pneumatica...


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Spiegazione immagine

Volevo spiegare le immagini.

Nella prima a sx il gas caldo entra da sotto il pistone nel cilindro superiore ed esce da sopra il pistone per affluire nel radiatore freddo.
Il pistone è quasi al punto massimo superiore, ancora un po' e andrà a spingere sulla valvola a cassetto superiore che chiuderà il deflusso verso il radiatore freddo ed aprirà l'afflusso del gas caldo verso il cilindro.
Contemporaneamente però agirà in senso inverso anche sulla valvola a cassetto inferiore, chiudendo l'afflusso caldo e aprendo il deflusso freddo.

Nella parte fredda si nota come il volume compreso nella parte superiore del cilindro freddo, sia molto maggiore e la molla inferiore sia in spinta sul pistone.
In questa camera si è verificata una compressione fredda che avrà spinto gas freddo nel radiatore caldo attraverso la valvola B, ma la quantità di gas che vi è passata sarà uguale a quella che il radiatore caldo ha perso nel cilindro superiore.

Nell'immagine intermedia i pistoni scendono spinti dall'apertura del gas caldo del cassetto superiore e dall'apertura del deflusso al radiatore freddo del cassetto inferiore.
Nella parte fredda il pistone ha le molle di spinta in equilibrio, viene aspirato gas dalla valvola A superiore e incomincia a comprimersi gas nella parte inferiore del cilindro. Ancora un po' e questa camera inferiore fredda raggiungerà una pressione sufficiente ad aprire la valvola B inferiore e a mandare gas nel radiatore caldo.

Nella terza immagine succede l'opposto di quanto descritto nella prima immagine.

Brayton Boxer Chiuso

Ora non mi resta che costruirlo... quando andrò in pensione...
E' la soluzione ultima di un Brayton a doppio effetto a circuito chiuso, con nessun organo di movimento a contatto con l'esterno.
Perfino la dinamo rotante è ermeticamente chiusa.
La movimentazione delle valvole calde è tutta interna alla macchina e il rapporto di compressione regolato automaticamente lo rende usabile per qualsiasi ragionevole DeltaT.
Pressurizzabile a volontà non avendo problemi di tenuta con l'esterno, è un modello unico, costruibile singolarmente, in formazione multi-radiale o anche parallela.
In pratica entra calore ed esce elettricità.

http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1273318346

L'immagine rappresenta solo una configurazione molto grossolana, i particolari importanti sono stati omessi.
Chiudo qui il discorso sul Brayton.... finalmente... dirà qualcuno...


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Ciclo Rankine

...dall'esperienza del Brayton Boxer Chiuso si fa presto a passare ad un modello simile valido anche per un ciclo a vapore chiuso.

http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1273339027

Dello schema precedente rimane quasi tutto:
1 - La camera a doppia espansione calda (per il vapore)
2 - La camera fredda a doppia azione (agisce da pompa per il liquido)
3 - Il radiatore caldo e quello freddo
4 - Le valvole calde comandate meccanicamente dall'interno
5 - Le valvole fredde (solo non ritorno) per il condensato
6 - Il recupero di calore che avvolge la camera fredda (implementabile però anche sul Brayton)
Manca l'autoregolazione del rapporto di compressione sostituito in questo caso con dei Bypass tra liquido caldo e freddo (valvole di sicurezza interna automatiche e regolabili).

La pericolosità di una macchina a vapore è data essenzialmente da un eccesso di calore in presenza di un eccesso di liquido nella zona di riscaldamento.
Se questo eccesso di liquido viene evitato, difficilmente si raggiungono pressioni notevoli, dato che in assenza di liquido nella zona calda, il vapore surriscaldato si comporta come un gas normale.
E' quindi estremamente importante trasferire nel radiatore caldo solo una quantità di liquido prestabilita e non oltre.
Per ottenere questo, bisogna che lo studio del dimensionamento della camera fredda, che agisce da pompa, sia il più accurato possibile.

Esiste la formula che calcola il rapporto di espansione in funzione di K e P:

V = (G/PM)*R*K/P

V = Volume del vapore
G = Grammi di liquido
PM = Peso Molecolare del liquido
R = Costante dei Gas
K = Kelvin
P = Atm

Per il vapore d'acqua (PM=18), volendo lavorare con un DeltaP di 3 Atm, il rapporto tra camera calda e camera fredda è di circa 425.
Per l'MDM (PM=236) per lavorare a 3 Atm, il rapporto di espansione è di 32 circa.

E' mia convinzione che siano impossibili esplosioni se il cilindro freddo, che regola il passaggio di condensato tra radiatore freddo e radiatore caldo, viene calcolato e costruito sottodimensionato. In caso di eccesso di calore infatti, troveremmo un surriscaldamento del vapore, ma non un eccesso di vaporizzazione.

Una nota sull'immagine inviata: le dimensioni grafiche del cilindro freddo e di quello caldo riproducono fedelmente i volumi di espansione del vapore d'acqua per DP di 3 Atm, tenendo conto anche del volume dello stelo portante.
Non è un disegno fatto a caso.


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dimenticavo una precisazione...

Nella formula il V (Volume di espansione di vapore) è espresso in multiplo del volume del peso del liquido interessato, ovviamente...

Per l'acqua è pari a 1 cm3, per gli altri liquidi si deve avere il dato preciso.

Costruiscilo che poi ne riparliamo , ti aiuterei volentieri ma le valvole non le reggo , sono complicazioni che uno stirling non ha . Se mi permetti di darti una semidritta ti consiglierei di approffondire il progetto dell'ing. Bartolini sull'utilizzo di fluidi bifase / multifase da usare sugli
stirling . Volendo potresti anche usare vapore , io l 'ho sperimentato e funziona , ma non ho i denti adatti per sviluppare il tutto .
Ciao . Spartano .

Il problema con il vapore è spesso proprio il dimensionamento. Ovvio che in linea di principio si può sempre pensare di realizzare un circuito a volume così piccolo di liquido presente da non essere pericoloso. MA questo è facile a dirsi ed un po più difficile a farsi. Il vapore ha un volume specifico 2500 volte quello dell'acqua da cui è stato generato. Questo significa che se sto ragionando di un impianto da Megawatt è facile fare una pompetta di dimensioni adeguate. Se sto ragionando di un pistone di espansione di un litro di cilindrata una pompetta da 1/2500 esimo di Lt è una roba un poco difficile da fare. E immagina le valvoline a sfera che la devono servire. Roba da realizzare al microscopio.
In questo i motori ad aria calda sono in netto vantaggio. LA differenza di volume specifico tra il fluido caldo e quello freddo è piccola e comunque proporzionata al Dt (nel vapore questa proporzionalità non c'è..). Si riesce a risolverla sempolicemente dimensionando lo stelo passante della camera fredda.
Inoltre il ridotto volume di liquido pone problemi quasi insormontabili di superficie di scambio di calore. Non serve fare gli scambiatori grandi. LE calorie di vaporizzazione devono essere assorbite dal liquido, non dal vapore. Quindi la superficie utile di scambio è sempre quella dei pochi mm3 di liquido trattato (sempre in relazione all'espansore da 1 Lt).
Inevitabilmente questo ti porta ad avere una caldaia piena d'acqua per non squagliare lo scambiatore.
A meno di non riuscire a realizzare il motore ad iniezione, secondo un brevetto che devo avere da qualche parte nei bakup dei miei precedenti PC.
Ma questa è un'altra storia ed eventualmente un altro topic....

Alcune precisazioni

L'espansione del vapore d'acqua è di 1700 volte, ma ad 1 Atm. Se invece lavoro a 4 Atm sarà di 450 volte.
La superficie di scambio può essere aumentata con la capillarizzazione dei condotti, cosa tecnicamente non difficile.
"squagliare lo scambiatore"... ...ma di che DT stiamo parlando ?

Ma se uso un ORC le cose cambiano drasticamente.
Per l'MDM l'espansione si aggira sui 25-30 volte.
E' solo l'acqua che è canchera, perchè ha un peso molecolare molto basso, pesa molto meno di una molecola di ossigeno...

Eh eh, il passaggio dalla teoria alla pratica è sempre doloroso e penoso....

formule

La formula postata ieri va precisata

V = (G/PM)*R*K/P

Il K deve essere quello della tensione di vapore relativo alla P considerata.

Per l'acqua (e dalli !) la si calcola con il seguente programma:

http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1273394219

Se si riuscisse a trasferirla anche sull' MDM sarebbe la fine del mondo.

Dimensionamento ORC

Un ORC a pistoni, volumetrico, va dimensionato ne più ne meno di un Brayton.
In questo caso però i calcoli si fanno un po' più complicati, essendo coinvolta l'equazione di Clausius-Clapeyron che a sua volta esige la conoscenza di un valore, il DeltaH che misura l'entalpia di vaporizzazione per un determinato liquido, costante questa non sempre a portata di mano.

Esiste una scorciatoia per dimensionare le due camere, quella del vapore e quella del liquido.

Il volume del liquido è dato dal peso molecolare in grammi (mole) rapportato al peso specifico dello stesso: Vliq = Mol / Ps

Il volume del vapore è dato dal volume molare dei gas (volume di Avogadro) corretto per T e per P: Vvap = 22,414* Tmax/273 /P

Proviamo con l'acqua:
Avendo una camera di vapore di 1000cc, quanto deve essere grande la camera del liquido ?
Le moli di vapore o gas ad 1 atm e a 0°C saranno 1000/22414 = 0,044 moli che moltiplicato per 18cc (il PM dell'acqua che ha PS=1) darà 0,792cc.
Volendo lavorare a 5atm e avendo T a sufficienza, dovrò dimensionare la camera liquida a circa 4cc.

E per l' MDM ? Ha PM=237 e densità=0,82
Come prima: 0,044 * 237 / 0,82 = 12,71cc per 1 atm
e invece 63cc per 5 atm

Così dimensionato, in teoria un ORC a pistoni non scoppierà mai, qualsiasi sia la temperatura... si spera...
Un eccesso di calore infatti non provocherà mai un eccesso di vaporizzazione proprio per mancanza della materia prima, il liquido, ma solo un surriscaldamento del vapore stesso.

Formula finale

La formula definitiva sarà:

Vliq = Vvap/(22,414*Tmax/273)*(Pm/Ps)*Pr

Vliq = Volume della camera liquido in mm3
Vvap = Volume della camera vapore in litri
Pm = Peso Molecolare del liquido
Ps = Peso specifico del liquido
Pr = Pressione di funzionamento della macchina
Tmax = temperatura massima di esercizio in kelvin

Porta parafuoco o parafiamma (Firewall)

Il sottodimensionamento della camera del liquido in un ORC a pistoni, rende abbastanza sicuro il sistema, almeno in teoria.

Esiste sempre però la possibilità della presenza di eccesso di liquido: è quello che è presente nel tratto che unisce il pistone-pompa con la zona di riscaldamento. Il calore e la pressione possono tornare indietro e coinvolgere quantità sempre maggiori di liquido, con effetti potenzialmente disastrosi.

E' sufficiente posizionare una serie di 2 o più valvole unidirezionali che separino il tratto di trasporto del liquido e lo suddividano in altrettante zone.
Ognuna di queste zone può avere una valvola di sicurezza che sfoga nel radiatore freddo: sono le porte parafiamma...

Calcoli

Mando un foglio di calcolo per dimensionare un ORC volumetrico a pistoni, con i dati di alcuni liquidi.
Si possono variare i parametri dei liquidi inseriti ma si possono anche mettere dati e variabili di qualsiasi altra sostanza liquida volatile (v.ignoto) e si ottiene il dimensionamento della camera di quel liquido rispetto il volume del vapore.

Ho inserito tutto in un riquadro del file mandato nel post n° 49.
Spero che funzioni.

http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1273690606


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Il dubbio...eretico

L'eretico contraddice o mette in dubbio un dogma e in termodinamica il teorema di Carnot è un dogma bello e buono.

Ora vien da pensare che questo dogma non sia vero o che almeno possa anche non applicarsi nel caso di motori a cambiamento di fase (ORC). Gli Orc infatti sono motori molto potenti e di solito sfruttano un salto termico ridicolo (da 80°C a 150°-200°C). Come è possibile ?

Il dubbio era venuto anche a me, almeno per un po' di tempo: il dubbio... eretico appunto!

Bisogna distinguere chiaramente tra rendimento e potenza.
Gli ORC rimangono motori a basso rendimento se sfruttano salti termici ridotti, proprio come dice il teorema di Carnot, ma poiché mettono in gioco una quantità enorme di calore nei cambiamenti di fase, sono in grado di erogare potenze molto elevate.
Per potenza in fisica si intende la quantità di lavoro erogata nell'unità di tempo.

Sono macchine da spazzatura calorica, purchè questa spazzatura sia tanta...

Il surriscaldamento del vapore

Le notevoli complicazioni impiantistiche di un impianto ORC con surriscaldamento, vengono letteralmente spazzate via dal semplice accorgimento di sottodimensionare l'erogazione del liquido dalla camera cosiddetta fredda, in una configurazione poi come quella postata al #44, che è alla portata di qualsiasi buon artigiano.
Questo sottodimensionamento è la maniera più semplice per rendere sicuro un impianto ORC quando si ha a disposizione tanto calore e a temperatura elevata.
Il vapore allora si surriscalda e un ORC diventa una macchina esotermica ad altissimo rendimento, secondo il ciclo di Hirn, tanto da farla in barba a qualsiasi Stirling o Brayton oltre che per potenza erogabile, anche per rendimento.
A parte il fatto che per me un ORC surriscaldato, concettualmente è una specie di Brayton-Ericcson in cui è coinvolto un cambiamento di fase. I due impianti differiscono solo per il fatto che la camera fredda del Brayton accoglie Gas in compressione fredda, mentre nell' ORC accoglie liquido condensato.

Che tipo di liquido scegliere ? Secondo me, potendo tranquillamente sottodimensionare l'erogazione del liquido che vaporizzerà, la scelta dovrebbe cadere sulla sostanza che condensa alla temperatura più prossima alla minima del ciclo. La cosa più ovvia del mondo.

http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1273772871


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Le cose non stanno proprio così rampa. Non puoi sottodimensionare la pompa. Limiteresti la potenza del motore (sempre proporzionale alla portata massica) e la pressione di vaporizzazione (e con questa anche il rendimento). E non è che l'impianto diventi più sicuro.
Il rendimento poi del ciclo Hirn semplice è basso. Molto più basso del Brayton e dello stirling. Il fatto che assomigli come forma al Carnot non lo salva. Perchè esistono le cosiddette "irreversibilità di secondo principio".
Esempio: invariabilmente, seppure il lavoro di compressione è basso, il riscaldamento del fluido dall T di condensazione a quella di vaporizzazione avviene con differenze di temperatura grandi e variabili. E tutto quel pezzo di ciclo quindi è bel lontano dall'assorbire calore a Tmax costante a cui è disponibile la sorgente. Quindi c'è una parte di ciclo che col Carnot non c'entra niente. Ecc.. Ecc..
Ci vorrebbe tutta la notte per elencare tutti i difetti del ciclo Hirn e non posso adesso.
Comunque ad alcuni di questi si cerca di mettere riparo proprio con le caratteristiche del fluido organico. Ma quello che li elimina tutti non si è ancora trovato.

Super-ORC o Super-Brayton ?

Scrivevo:
"A parte il fatto che per me un ORC surriscaldato, concettualmente è una specie di Brayton-Ericcson in cui è coinvolto un cambiamento di fase. I due impianti differiscono solo per il fatto che la camera fredda del Brayton accoglie Gas in compressione fredda, mentre nell' ORC accoglie liquido condensato."
...ai vantaggi del Brayton che sfrutta un grande sbalzo termico, si unisce la grande quantità di calore coinvolta nel cambiamento di fase.

A quando un Super-Stirling con cambiamento di fase ?
Sarebbe il sogno di Spartano...

Arriva arriva , non da me naturalmente ma vedrai che arriva . Se poi ci si dedicasse con la stessa passione a cui a volte si dedicano cause perse in partenza faremmo anche prima .
Ciao . Spartano .

Eh,eh ! Ci sto girando intorno come un avvoltoio... e da tempo.... ma mi trovo difronte un nemico duro da sconfiggere... la forza di gravità !
Buon WE !

Lo stirling bifase non è lo splendore che sembra. Il cambiamento di fase introduce gli stessi problemi degli impianti a ciclo hirn. Ossia abbassa il rendimento, oltre ad introdurre i problemi di separazione delle fasi e di scambio di calore. E in buona sostanza rende inefficace il rigeneratore per la differenza dei calori specifici tra i due flussi controcorrenti.
E poi non è che non ne siano esisititi. Non so se ve ne siete accorti ma vi ho postato nel topic "PRogetto Stirling sul forum" un esempio di motore stirling a cambiamento di fase. Il Tidal Regenerator Engine. Guardatevelo. Era stato progettato con i fondi governativi americani per funzionare da cuore artificiale. Rendimento massimo intorno a 10% nonostante il funzionamento a radioisotopi come fonte di calore a temperatura relativamente alta.