annuncio

**rampa** · 20-06-2010, 15:29

Originariamente inviato da 1973 Visualizza il messaggio

...
L=DV*DPm=8,...J
a me il lavoro del ciclo mi viene intorno a 3.74J
cio� molto simile al primo calcolo fatto,
ti allego i miei calcoli,
potresti indicarmi dov'� l'errore
oppure perch� � giusto fare L=DV*DPm?
cos� mi schiodo dal calcolo del lavoro.
grazie
Gian

Quel calcolo simulava uno Stirling con le 4 fasi separate tra loro, cosa non reale.
Se proprio vuoi seguire quella via, allora fai riferimento alla figura del mio post #40.

http://www.energeticambiente.it/atta...ca-lavoro1.png

Nel diagramma di sx e anche di dx, il lavoro viene indicato dall'area azzurra sommata all'area verde. Non essendo una figura geometrica regolare dobbiamo fare un calcolo integrale.
Possiamo presumere che col calcolo integrale la risultante sia data dall'area gialla sommata all'area verde.
La scoperta di quel calcolo � stata che P1P2 � superiore di P3P4 e quindi ne risulta un trapezio con due basi (P1P2 e P3p4) e un'altezza (DV).
L'area del trapezio la si fa con una moltiplicazione e non servono tanti calcoli integrali. DPm sarebbe la media tra le due basi del trapezio.

**1973** · 20-06-2010, 16:13

Originariamente inviato da rampa Visualizza il messaggio

Se proprio vuoi seguire quella via, allora fai riferimento alla figura del mio post #40.
Nel diagramma di sx e anche di dx, il lavoro viene indicato dall'area azzurra sommata all'area verde. Non essendo una figura geometrica regolare dobbiamo fare un calcolo integrale.
Possiamo presumere che col calcolo integrale la risultante sia data dall'area gialla sommata all'area verde.
La scoperta di quel calcolo � stata che P1P2 � superiore di P3P4 e quindi ne risulta un trapezio con due basi (P1P2 e P3p4) e un'altezza (DV).
L'area del trapezio la si fa con una moltiplicazione e non servono tanti calcoli integrali. DPm sarebbe la media tra le due basi del trapezio.

voglio perseguire entrambe le strade,
ma prima devo fare un calcolo teorico e quindi devo inserire come si calcola il lavoro di un ciclo termodinamico ideale passando dagli integrali (che a questo punto direi giusti idealmente),
dopo inserir� il diagramma reale, il prob � che il Lavoro reale supera quello ideale

**1973** · 20-06-2010, 16:53

il grafico schematizzato mostra quello che, secondo me, sono i punti ideali del ciclo, ora:
ho calcolato (a scanso di errori) l'area verde e corrisponde a 10,... J, il che darebbe pi� sense al tuo alcolo ideale (8.18), considerando che le due isoterme corrono su linee diverse ma circa parallele ci pu� stare un po' di scarto.
quella che tu indicavi come gialla pi� verde del tuo calcolo ideale non mi sembra corrispondere a questa, o si?
in buona sostanza il mio problema � questo, posso considerare i miei calcoli come lavoro ideale? cio� 3.74 J?
e poi il tuo calcolo su sul foglio di calcolo circa 3.9 J come reale?
grazie

File allegati

**rampa** · 20-06-2010, 19:32

Integrale

Ho calcolato l' integrale aggiungendolo al tuo foglio di calcolo.

Ho suddiviso il DV in 40 parti.

Ho calcolato le 40 P in espansione, li ho moltiplicati per 1/40 del DeltaV e ho ottenuto la dimensione delle micro aree P*V. Su quelle ho fatto poi la sommatoria ottenendo L1.

Lo stesso ho fatto per la compressione, ottenendo L2.

La differenza L2-L1 d� 7,93

Attenzione, prima di fare l'integrale della compressione, bisognava fare il raffreddamento isocoro a V2 (P4 = P3*K1/K2).

http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1277058640

.

File allegati

Calcoli_02 (5).xls (27.0 KB, 24 visualizzazioni)

**Furio57** · 20-06-2010, 21:38

Ciao Gianfranco alias 1973 bentrovato

Originariamente inviato da 1973 Visualizza il messaggio

Ciao a tutti,
mi chiamo Gianfranco...prendo informazioni sui motori Stirling...Ho intenzione di costruire un tipo Gamma...Mi affido a voi sperti, cosa ne pensate?...

Anche se sempre interessante ti consiglio di costruirti un gamma con displacer e pistone motore a 90� danno sempre una qualcosina in pi� rispetto al displacer e pistone motore in parallelo come dai tuoi disegni.
Per il dimensionamento dei vari componenti e consigli vari ti invito a leggere i post pi� vecchi di data, ma non di contenuto sia del sottoscritto che di Spartano
che da tempo muove le mani in officina.
Per quanto riguarda una pubblicazione valida ti consiglio due libri in inglese su varie tipologie di configurazione e cinematiche di James G. Rizzo "The Stirling Engine Manual" volume 1 e 2 una vera bibbia, personalmente li ho acquistati sul web.
Considerando che prima o poi mi pare di capire dovrai "tirare fuori" un motore decente ti consiglio di "buttarti" su un motore tipo beta in pressione con displacer e pistone motore coassiale e con imbiellaggio "rombico".

Animated Engines, Single Cylinder Stirling

Stirling quattro cilindri (progetto)
http://www.stirlingsteele.com/StirlingEnginePlans.html

Salutoni

Furio57

**1973** · 20-06-2010, 23:34

Ciao Furio57, grazie per il contributo, ne far� tesoro.
il progetto per cui chiedevo info � in fase avanzata e con esso anche la costruzione dei particolari, domani conto di dimensonare biella e volano e entro fine settimana conto di vederli realizzati, da li in poi � montaggio.
la parte dove sono leggermente indietro � la teoria che devo necessariamente inserire nel documento che sto preparando (lavoro, calore, rendimento, ecc...).
come avrai potuto notare dai messaggi con rampa non mi tornano alcuni numeri e fino a quando non li vedo sulla mia calcolatrice non mi rassegno.
questa sera ho fatto pausa ma da domani mi ributto a capofitto...il tempo stringe!
Ciao a presto
Gian

**rampa** · 21-06-2010, 09:25

Piccolo miglioramento...

Agli ottimi consigli di Furio57 aggiungo un altro mio modestissimo contributo che nasce da una considerazione fatta analizzando il grafico P*V del tuo motore.
La cosa � gi� molto nota ma cos� pu� essere meglio argomentata nella tua tesi, anche perch� � la tesi che stai facendo e non un motore di Stirling...
Al precedente grafico ho aggiunto una linea che indica la pressione atmosferica.

http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1277107763

Si nota chiaramente che per un certo periodo del ciclo la pressione del motore � inferiore a quella atmosferica.
In quel momento � possibile attuare una ripressurizzazione del motore, o in modo automatico usando sul pistone di potenza degli elementi di tenuta monodirezionali (preoccupandoci meno quindi delle tenute pressorie in fase di progettazione), oppure tramite l'applicazione di una valvola monodirezionale.

.

File allegati

**1973** · 21-06-2010, 09:35

domanda:
l'aria all'interno del motore a 353 K pu� essere in depressione? 0.7...bar?
il punto 4 raggiunge qualla pressione ma � come possiamo essere sicuri che il ciclo inizi da:
P1, Vmin, Tf e non da P1, Vmax, Tf
in questo caso P3 raggiungerebbe i 4,6 bar, � possibile avendo Vmin e Tmax
grazie,
ora si che sto diventando scemo!!!

**rampa** · 21-06-2010, 10:33

Inizio del ciclo

Convenzionalmente lo si fa partire a freddo col pistone di potenza al punto morto inferiore e in questa posizione la P interna � di 1 Atm.
Se lo fai partire dal punto morto superiore, sempre ad 1 Atm e a freddo, ne risulterebbe uno Stirling lievemente pressurizzato (un 60% di gas in pi�). In questo caso la P nel ciclo raggiunge valori pi� alti, ma dopo qualche giro, causa le perdite di gas negli elementi di tenuta, la macchina raggiunge la posizione "convenzionale".

**rampa** · 21-06-2010, 11:28

Originariamente inviato da 1973 Visualizza il messaggio

domanda:
l'aria all'interno del motore a 353 K pu� essere in depressione? 0.7...bar?
il punto 4 raggiunge qualla pressione ma � come possiamo essere sicuri che il ciclo inizi da:
P1, Vmin, Tf e non da P1, Vmax, Tf
in questo caso P3 raggiungerebbe i 4,6 bar, � possibile avendo Vmin e Tmax
grazie,
ora si che sto diventando scemo!!!

S�, pu� essere in depressione: pensa che in P4 c'� un gas che � in posizione iperespansa e che viene raffreddato...

**1973** · 21-06-2010, 16:04

Originariamente inviato da rampa Visualizza il messaggio

Agli ottimi consigli di Furio57 aggiungo...Al precedente grafico ho aggiunto una linea che indica la pressione atmosferica....In quel momento � possibile attuare...elementi di tenuta monodirezionali...oppure tramite l'applicazione di una valvola monodirezionale

grndioso, grazie mille
ottima idea lo inserir� sicuramente!
ciao

**Stranamore** · 21-06-2010, 17:53

Quoto come assolutamente indispensabile in uno stirling atmosferico la valvolina unidirezionale (una valvolina di riempimento del tipo da ruota di bicicletta dovrebeb andare benissimo) posizionata nel lato freddo del motore. La sua funzione � di permettere l'aspirazione d'aria quando il motore � in depressione. Infatti, per le normali perdite delle tenute striscianti, quando il motore va in pressione perch� disloca il gas nella camera calda parte (piccola per il singolo giro, ma purtroppo cumulativa per i vari giri) dell'aria sfugge all'esterno abbassando di fatto al pressurizzazione base del motore.
Per� la valvola va considerata anche nel calcolo teorico. Infatti, fissata la caduta di pressione sulla valvola stessa (da 0,05 a 0,1 bar tipicamente, ma da verificare sperimentalmente sulla valvola utilizzata) dovuta alla molla di contrasto, da quando il fluido all'inerno raggiunge quella pressione (Atm-DeltaValvola) il proseguio della trasformazione (fino a quel momento isocora) � in realt� isobaro.
Solo considerando questa trasformazione di chiusura del ciclo termodinamico si potr� dirimere la pressione iniziale da utilizzare nei calcoli.
A rigore servirebbe un calcolo di tipo iterativo con aggiustamento dei parametri iniziali in base all'iterazione precedente fino a convergenza dei risultati. Ma in pratica non credo si commetta errore irreparabile nel considerare le condizioni iniziali di Pmin:=Atm-DeltaValvola e Tmin:= TacquaRaffreddamento+40�C.
Una verifica a posteriori con un manometro (del tipo che misura le pressioni medie) ed una termocoppia daranno conforto al calcolo teorico o indicazioni per rifarlo.

**rampa** · 22-06-2010, 18:45

Precisione di calcolo

Originariamente inviato da Stranamore Visualizza il messaggio

Quoto come assolutamente indispensabile in uno stirling atmosferico la valvolina unidirezionale ......
Ma in pratica non credo si commetta errore irreparabile nel considerare le condizioni iniziali di
Pmin:=Atm-DeltaValvola
Tmin:= TacquaRaffreddamento+40�C.
Una verifica a posteriori con un manometro (del tipo che misura le pressioni medie) ed una termocoppia daranno conforto al calcolo teorico o indicazioni per rifarlo.

Sono valori che possono poi essere tranquillamente introdotti nel foglio di calcolo da me postato.
Bisogna invece immetterci i volumi esatti.

Il VolumeEspansioneCompressione = VolCamera + VolCondotti + VolCameraPotenza(secondo la fase) - VolDislocatore

I volumi "termici" che indicano cio� la quantit� di gas soggetta a variazione termica abbisognano di un calcolo pi� complesso.
Il VolumeTermico = VolCamera - VolumeMorto - VolDislocatore
Non c'entrano quindi i condotti e il volume della CamPotenza.
Nel caso di questo apparecchio, il volume morto � dato dal Volume che circonda il dislocatore + il volume che rimane non dislocato sul fondo del dislocatore alla fine del dislocamento.
Il Volume Morto dovrebbe essere sottratto due volte a rigor di logica, perch� la sua azione non � solo neutra, � anche opposta a quella della fase e quindi va compensato.
Bisogna considerare anche il volume dello stelo che regge il dislocatore nella parte fredda.

http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1277228634

.

File allegati

**rampa** · 25-06-2010, 18:44

Auto-pressurizzazione Stirling

E' una cosa poco nota: cerco di renderla pi� nota.
Con un semplice artificio costruttivo � possibile auto-pressurizzare lo Stirling.
E' sufficiente che il pistone di potenza abbia un doppio effetto e che la valvola unidirezionale sia collegata con un piccolo vaso di espansione in grado di ricevere una pressione che si accumula durante la fase di espansione calda e che si scarica al punto morto superiore.

Il disegno rende bene l'idea... spero...

http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1277487767

.

File allegati

**Stranamore** · 26-06-2010, 11:29

L'idea di rampa � buona anche se non completamente originale. Qualche cosa di simile era stato fatto anche dalla Philips.
Per� perch� funzioni va accoppiata a dei segmenti di tenuta sul pistone monodirezionali (niente di trascendentale, anche questa � roba gi� vista). Diversamente la camera sotto il pistone non riesce a pressurizzare il motore ma solo a fare molla gassosa.
Un'altra possibilit� sarebbe sfruttare la discontinuit� sulla parete del cilindro data dalla sede della valvolina per avere un bypass del gas compresso. Ma ad alta velocit� ci sarebbe poco tempo.

**rampa** · 26-06-2010, 12:15

Integrazione PV

Il calcolo integrale prevede una soluzione analitica, non sempre possibile, e una soluzione calcolata, sempre possibile e molto facilitata dai fogli di calcolo che abbiamo oggi a disposizione.

Il calcolo del lavoro per un'area a 4 fasi distinte (quella del post #40, per capirci) prevede anche una soluzione analitica:

L = ((V1*P2)-(V1*P1))/2 = 7,7667262498

La soluzione calcolata con excel per 1/1000 � pari a 7,7627236591
La differenza � veramente minima

Il calcolo del lavoro per l'area con andamento reale, quella ovoidale presentata nel post #54, non prevede per ora una soluzione analitica ma solo matematica ed � pari a 5,9466233761

E' perfettamente inutile, visti gli scarti tra soluzioni analitiche e quella matematiche, ostinarsi a trovare una soluzione analitica...

**depuroll** · 26-06-2010, 14:55

buongiorno a tutti ,
mi sono appassionato ho un motore diesel che mi genera ovviamente lo scarico a ca. 500�c volevo recuperare la potenza termica con uno stirling o per fare altra energia o per un ciclo figorifero cio� avere acqua fredda la potenza disponibile allo scarico � di 27kw c'e nessuno che mi pu� aiutare
Giorgio

**rampa** · 26-06-2010, 21:26

Auto-pressurizzazione Stirling con ByPass

L'auto-pressurizzazione Stirling con ByPass prevede l'uso di due valvole unidirezionali come indicato dal disegno.

http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1277582314

E anche questo ovviamente non � una novit�.

Ma a che pressione si potrebbe arrivare ?
Si pu� calcolare in fase di progettazione.
Dipende essenzialmente dal rapporto di compressione che si verifica nella camera sotto il pistone e questo rapporto dipende dal volume minimo.
Questo volume � dato dalla somma degli spazi che rimangono al punto morto superiore (spazio del fondo + spazi dei condotti).
Pi� piccolo � questo volume, pi� alta sar� la pressione che si raggiunge, indipendentemente, quasi, dall'ampiezza del volume sotto il pistone, e questa � una stranezza.

L'ampiezza del volume del cilindro sotto il pistone facilita la rapidit� della pressurizzazione massima, ma non aumenta la pressurizzazione stessa.

Meglio comunque che l'auto-pressurizzazione avvenga in modo lento e graduale e quindi che i volumi massimi del cilindro di pressurizzazione siano molto piccoli, a mio parere.

.

File allegati

**rampa** · 27-06-2010, 09:41

Originariamente inviato da depuroll Visualizza il messaggio

buongiorno a tutti ,
mi sono appassionato ho un motore diesel che mi genera ovviamente lo scarico a ca. 500�c ... la potenza disponibile allo scarico � di 27kw ...

In questa sezione c'� un 3D che fa per te:
Turbogeneratore Brayton per Scarico Motore
Nuke

http://www.energeticambiente.it/moto...co-motore.html

**1973** · 10-07-2010, 17:15

Ciao a tutti,
i pezzi sono stati realizzati praticamente tutti, restano soltanto alcuni dettagli,
lunedi inizio il montaggio e in un paio di giorni spero di riuscire a fare la prima prova...incrociamo le dita!
Ho per� bisogno di un altro piccolo aiutino, avete o sapete dirmi dove posso trovare un'animazione un po' carina di uno Stirling Gamma?
Vorrei inserirla nella presentazione alla discussione prima di cominciare a parlare del motore progettato.
Grazie
Gian

**Stranamore** · 12-07-2010, 23:00

su youtube ne trovi quanti ne vuoi.

**1973** · 12-07-2010, 23:43

grazie,
oggi sono riuscito ad "animare" il mio,
ho creato un file .gif con 12 fotogrammi (ogni 30� del volano),
risultato buono anche se non eccellente.
Ciao a presto

**1973** · 16-07-2010, 21:52

Ciao a tutti,
oggi � terminato il montaggio del mio motore ed oggi sono state fatte sue prove di funzionamento, una con una candela (andata buca) e un'altra con un phon da carrozziere (andata buca)...che tristezza.
mi piacerebbe tanto capire perch� non gira considerato che i volumi in gioco sono proporzionati nel modo giusto, poco calore? poco delta T?, mah...?
certo � che Luned� (giorno in cui discuter� la mia tesi) lo porter� non funzionante e che poi cercher� di metterlo a punto in futuro.
Fasatura pistone 90� di ritardo dal dislocatore
Tra le modifiche che vorrei fare troviamo:
1) inserire un supporto per lo stelo del dislocatore che lo tenga in asse mediante un cuscinetto a ricircolo di sfere
2) eventualmente sostituire la biella con una trasmissione di tipo Scotch yoke
3) imboccolare il condotto di passaggio aria con un materiale che non assorba calore
4) rinserire una guarnizione refrataria tra camera calda e dissipatore
5) creare un raffreddamento ad acqua per il dissipatore

a voi vengono in mente altre migliorie?

Ciao a tutti
Prima di luned� non lo tocco pi� ma vi prego di aiutarmi a cercare di farlo funzionare per un prossimo futuro.
Ciao

File allegati

**Stranamore** · 16-07-2010, 22:40

Mamma mia, ti piace vivere pericolosamente. Io no nsarei arrivato a finire il montaggio a due giorni dalla discusiione..
Comunque pe i questiti:
1) inserire un supporto..
Se il disocatore striscia sulla parete del suo cilindro la cosa va corretta subito. MA una buona boccola in plastica (Rulon, Teflon, Iglidur o simili) dovrebbe bastare.
2) eventualmente sostituire la biella con una trasmissione di tipo Scotch yoke
Non credo che ti dia vantaggi. Se molto ben realizzato te lo da piccolo, se mal realizzato ti da una grande penalizzazione.
3) imboccolare il condotto di passaggio aria con un materiale che non assorba calore.
Non serve. Li c'� solo aria fredda. O cos� dovrebbe essere.
4) rinserire una guarnizione refrataria tra camera calda e dissipatore.
Assolutamente da fare. Forse te lo avevo anche gi� suggerito.
5) creare un raffreddamento ad acqua per il dissipatore.
Aiuterebbe molto. Una ventolina mossa dal motore e soffiante sull'alettaura aiuterebbe quasi altrettanto.

Altre considerazioni.
Spero che il barilotto su cui sono montati i pistoni sia pieno ed i volumi morti ridotti al minimo. Diversamente non funzioner� mai.
Verifica meglio i volumi. L'alesaggio del pistone di potenza mi sembra grande. A meno che la sua corsa non sia molto piccola, il volume spazzato sembra eccessivo.
Una candela? Un Phon? E ti meravigli che non funzioni? O ci piazzi un bruciatore a spirito e aspetti almeno un quarto d'ora che si sia scaldato tutto, o ci metti una resistenza elettrica saldata sulla testa di potenza adeguata.

**Stranamore** · 16-07-2010, 22:48

Altre cose.
Togli un segmento dal pistone di potenza. A cosa te ne servono due per tenere qualche decimo di pressione? Ti fa solo attrito. E magari rivedi le tolleranze di accoppiamento perch� scorra facilmente.
La testata.
L'hai fatta piatta e piana. E magari c'� anche una guarnizione tra questa ed il cilindro. Con questo rapporto corsa alesaggio una parte importante de lcalore passa necessariamente dal cilindro. MA anche a testa ha la sua importanza. Ecco perch� di solito si realizza testa e cilindro in pezzo unico imbutito. Cos� il calore diffonde dall'uno all'altro.

**Stranamore** · 30-11-2010, 22:25

Eil�. Come � andata la tua tesi?

**1973** · 04-02-2011, 22:07

Originariamente inviato da Stranamore Visualizza il messaggio

Eil�. Come � andata la tua tesi?

Caio a tutti, perdonate il ritardo ma tra una cosa e l'altra i gg passano ed i mesi anche!
La discussione della tesi � andata sostanzialmente bene (ricordo che � stata il 19/07/2010) peccato soltanto che nonostante io abbia portato il modello costruito e l'abbia esposto sulla scrivania davanti alla commissione, nessuno dei presenti ha mostrato il bench� minimo interesse per l'oggetto e neppure per l'argomento. Questo si traduce in assenza di domande che, data la circostanza, non mi � dispiaciuto affatto.
Il modellino costruito come sapevate non funzionava e purtroppo non mi ci sono mai pi� applicato per cercare di migliorarlo, sono convinto che lo far� funzionare ma non so quando avr� la voglia di riprendere lo studio. Credo di aver individuato i punti che ne impediscono il funzionamento ma per il momento sono ancora troppo impegnato nella preparazione dell'esame di Stato e quindi non ho ancora avuto del tempo libero da dedicare a questo progetto, ci vorrebbe un'azienda che oltre ad assumermi mi proponesse di continuare a svilupparlo, allora si che sarei davvero felice.
Mi sono dilungato un po' ma � passato un sacco di tempo.
Ringrazio nuovamente tutte le persone che mi hanno aiutato.
A presto
G.

annuncio

Progettazione motore Stirling tipo Gamma per ricerca

Commenta

Commenta

Commenta

Commenta

Commenta

Commenta

Commenta

Commenta

Commenta

Commenta

Commenta

Commenta

Commenta

Commenta

Commenta

Commenta

Commenta

Commenta

Commenta

Commenta

Commenta

Commenta

Commenta

Commenta

Commenta

Commenta

Commenta