I cerchi rappresentano i pannelli, sono tutti uguali, pensi che il motore a destra sia più potente di quello a sinistra?

Le seguenti due proposizioni sono contraddittorie e non possono essere entrambe vere:

"... la potenza ... dipende dalle dimensioni del pannello in quanto assorbi calore in base alla superficie esposta al sole .

... quindi la potenza aumenterebbe in base al raggio del pannello ...".

Possono essere vere solo alla condizione che definizioni e termini siano nebulosi.

--------------

"... supponiamo, un pannello di un metro quadro assorbe teoricamente 1 kwh ..."

la scrittura "kwh" è errata formalmente, perché la "w" va scritta maiuscola, ed è errata concettualmente perché indica energia; anche un pannello di un millimetro quadrato può assorbire 0,8 kWh, dato un tempo sufficientemente lungo; quindi, perché il "dato" abbia un senso, deve essere indicato in quanto tempo verrebbe assorbita quell' energia. Sempre che Z volesse indicare energia e non potenza, come mi pare dal contesto.

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"... la resa teorica del calore assorbito è del 80% , quindi 0.800 kwh ..."

Chissà cosa vuol dire "resa teorica del calore assorbito".


AM

ciao Al Mizar , il motore che ha disegnato Zagami non è fatto come quei 2 motori disegnati da te, riguardalo e capirai di sicuro

Yuz ho cliccato sul link indicato da te , ma non ho capito o non mi è chiaro come dici tu che un sistema del genere abbia una resa del 1 %.
Spiegati meglio. Anzi dalle tue affermanzioni sembra che la resa sia molto maggiore , infatti se tu spendi 9.8 j di energia per far salire di 1 m 1 kg , al ritorno avrai 9.8 di energia gravitazionale in discesa con una resa del 100 % . ma anche io credo che questo sia impossibile.
Ma io ragiono da chimico sempre su sistemi quasi in equilibrio ottenendo il massimo rendimento.

Maz non fare lo gnorri , il pannello solare più grande è più luce solare assorbe e quindi più potenza in entrata .
Il mio sistema è diverso da quello di Yuz , dove il liquido si trasferisce da un comparto all'altro , il mio si basa su pannelli in equilibrio , non vi sono valvole , non vi è espansione termica di volume , ma il trasferimento è a volume costante , ma si basa solo sulla differenza di pressione generata dal calore .

Dal punto di vista termodinamico la mia ruota (forse inedita) e la tua (che è la ruota di Minto's Water Wheel Solar Generator) non hanno differenza.
Se non capisci le spiegazioni che sono state date nell'altra discussione, dubito che arriverai mai a comprendere perchè il rendimento termomeccanico di questi dispositivi non supererà mai l'1%.

Grazie per la tua fiducia alle mie capacità intellettive .
Forse non ho letto la spiegazioni che hai dato tu , era in qualche atra pagina ?

"Wally Minto's eyes twinkled. "Now that you've got your pictures of the serious stuff, I want to show you our latest engine. It's at least 85% effecient, never wears out, requires no fuel or maintenance, costs very little, and should have been invented 100 years ago."

Ma dal link ce hai postato si ricava che la resa dichiarata è del 85 %. Sono io che non so leggere ?
Poi io ho sempre detto che se uno deve esprimere dei concetti è meglio non rimandare a link vari , se uno è in grado di farlo .

Di parole ne ho già state scritte abbastanza nell'altra discussione (al momento sono solo tre pagine, non ci vuole molto per leggere tutti i commenti).
La discussione è questa:

Mulini termici

ciao Zag , io pensavo che per aumentare la velocita' della ruota sarebbe meglio suddividerla in piu' settori , anche 100 settori, in modo che la quantita' di liquido da riscaldare/raffreddare in ogni settore sia minima (il risultato sarebbe una maggior superficie di scambio termico ) chiaramente nella porzione di ruota in raffreddamento bisogna asportare il calore forzatamente (in modo di aumentare il deltaT e quindi il delta P, tra un pannello e l'altro, per aumentare la velocita' di risalita del liquido ) ..che ne dite?

Il problema non stà tanto nella velocità di rotazione, ma su quanta energia utile se ne possa ricavare dal congegno alla "fine della giostra"!!!
Io penso che sia veramente minima!!

Saluti

Yuz non avevo letto la pagina successiva . Se permetti riporto quanto da te spiegato nel sito .
Complimenti per la spiegazione e per i calcoli .

"" Da Yuz >>>>
Dovresti già sapere che in acqua la pressione varia di circa 1 bar ogni 10 metri di profondità.
Quindi un dislivello di 1 metro comporta una differenza pressoria di 0,1bar.
Ipotizzando che nella zona fredda ci siano 46°C, la pressione nei vasi in presenza di solo vapore acqueo è di 0,1bar.
Nel vaso inferiore la pressione minima per riuscire a superare un dislivello di 1 metro sarà perciò di 0,1bar+0,1bar=0,2bar.
Tale pressione si realizza quando l'acqua liquida raggiunge i 60°C.
Il vapore acqueo a 0,2bar e 60°C (condizioni di saturazione) ha una densità di 0,131 g/dm³ (valore tabulato).
Per fare 1 dm³ di vapore bisogna vaporizzare 0,131 grammi di acqua.
Una buona parte del calore serve per il processo di vaporizzazione, quindi almeno per ora trascuriamo tutti
gli altri contributi.
A 60°C il calore latente di vaporizzazione dell'acqua è pari a 2357,5 J/g (valore tabulato).
L'energia termica necessaria per fare muovere 1kg di acqua risulta 0,131 * 2357,5 = 309J
Ora abbiamo in mano tutti i dati che servono per calcolare il rendimento.
1kg (=1dm³) di acqua a 1 metro di altezza ha un'energia potenziale meccanica di circa 10 J.
Il calore necessario per fare 1 dm³ di vapore ammonta a 309 J.
Il rendimento termomeccanico è dato dal rapporto fra le due quantità.
Energia meccanica / Energia termica = 10J/309J = 0,032 (3,2%)
Tale rendimento sarebbe molto interessante considerato il salto termico di soli (60°C-46°C=14°C), ma è in realtà si tratta di una stima sbagliata (fortemente) per eccesso.
Il calore da fornire è stato infatti calcolato in modo semplificato sulla base di alcune approssimazioni che portano a sottostimarlo (il calore da fornire è in realtà molto di più).
Affinando un po' i calcoli si arriva facilmente ben al di sotto dell'1% e stiamo ancora parlando di rendimento teorico.
Non dimenticare che poi nel passaggio alla pratica in genere il rendimento si dimezza ulteriormente."

Ma permettimi di riflettere un pò.
Intanto come ho precisato più sopra io avrei intenzione di utilizzare un bicomponente , cioè un componente più volatile dell'acqua che ha bisogno di meno calore . Come si sa l'acqua essendo un composto polare ha bisogno di molto calore per evaporare , un composto non polare richiederebbe meno calore . Uno dei componenti servirebbe per dare pressione l'altro componente per dare peso.
Ma la discussione è ancora lunga per dire al parola fine e non tutte la carte in gioco sono state da me esposte.

Saluti .

si potrebbe anche pensare di sfruttare l'effetto temperatura/espansione di un gas ..aria ,azoto, co2 etc(gay -lussac), che spinge il liquido nel vaso superiore, bypassando cosi' il problema del calore latente di ebollizione ed aumentando la velocita' di riscaldamento(avendo i gas un basso calore specifico) ..o no?

Certamente Hyde tu da chimico hai capito cosa voglio dire io .
Il caro amico Yuz ha fatto i suoi calcoli da buon ingegnere utilizzando solo acqua , quando io ti dissi nel paragrafo sopra che l'acqua non si presta bene per tale impiego . Purtroppo nel mondo odierno la ricerca deve essere multidisciplinare , perchè ognuno con le proprie competenze ed esperienze pùò dire la sua , non hanno tenuto conto della voce di noi chimici .
In effetti nel campo delle energie rinnovabili possiamo dire il chimico questo sconosciuto.
Guardiamo la tabella più sotto ricavata da Wikipedia
il calore di ev . dell H2O è 2272 mentre quello del toluene 351 e dell' etanolo 855 .
I calcoli effetuati prima subirebbero un drastico miglioramento a favore della resa energetica , che diventrebbe elevata pensando che alla temp . di eb. la press. è una atm.


Tabella [modifica]

Un'altra cosa da dire sul motore di Minto che subisce molti attriti dovuti al contato con l'acqua , essendo un fluido più denso dell'aria , e molta dispersione termica si avrebbe dovuta all evaporazzione dell'acqua stessa , a parte che una quantità di acqua dovrebbe essere ripristinata periodicamente . Che dire poi dei palloni sferici che hanno una superficie di contatto esterna molta bassa ed inadatta allo scambio termico .
Ripeto ci sono sistemi migliori di questo per sfuttare l'energia diretta del sole senza passaggi intermedi. Una è quella esposta in questa sede , un' altra è una soluzione più evoluta ed efficiente con rendimenti del 80%.

Mi auto cito dall'altra discussione visto che probabilmente non hai letto fino alla fine.

"Faccio un esempio con due composti comuni: l'acqua e il metanolo.

L'acqua bolle a 100°C, il metanolo bolle a 65°C.

L'entalpia di vaporizzazione dell'acqua è di 2258kJ/kg, quella del metanolo 1100kJ/kg (cioè meno della metà).
Ma la densità del vapore acqueo a 100°C e 1 bar è di 0,59g/dm³, quella dell'etanolo a 65°C e 1 bar è di 0,95g/dm³.
Quindi per fare 1 dm³ di vapore acqueo servono 0,59*2258=1332J, mentre per fare 1 dm³ di vapore di metanolo servono 0,95*1100=1045J.

Questo calcolo molto semplificato dimostra che l'energia necessaria per fare la vaporizzazione nel caso del metanolo è solo il 30% più bassa di quella dell'acqua.
Se a questo aggiungi che la densità dell'etanolo è 0,79kg/dm³ contro 1kg/dm³ dell'acqua, significa che per spostare la stessa massa di liquido hai bisogno di un volume di vapore più grande del 20% e perciò il risparmio termico rispetto all'acqua si riduce ulteriormente."

Dopo quest'ultimo intervento l'altro utente con cui interloquivo ha risposto così:

"GRAZIE. Veramente ben spiegato. Mi hai finalmente guarito dalla sidrome della "ruota di Minto".
Ci metto una pietra sopra, anzi una gettata di cemento armato. Era una fissazione che durava da anni. Grazie ancora"


P.S. Non sono ingegnere e neppure un amico.

yuz non fossilizzarti sui punti di ebollizione , pensa ad un pannello contenente un liquido qualunque, il resto del volume occupato da un gas in pressione( N2) a , supponendo una pressione assoluta del gas ,di 2 bar,e un deltaT di 30 °K tra i 2 pannelli , dai miei calcoli si ha un'aumento di circa 0,22 bar di pressione passando da 293 a 323 °K , ti risulta?, il calcolo si basa su questo ragionamento ... P0 : T0 = P1 :T1

Lascia perdere i gas. Le cose peggiorano!

Ma asolutamente no Renato , la resa teorica è del 80 % dell'energia in entrata.

X Yuz ..
Yuz per me rimani sempre un amico , anche se non sei ing., in quanto è un piacere parlare con te, anche se non ti conosco .

Io non ho la sindrome di Minto , non me ne frega niente , io sono partito indipendentente con altri presupposti.

Per quanto riguarda il sistema che penso io di realizzare la quantità di energia in j che si vuole ottenere in discesa della ruota è indiffernte in quanti l'energia che spendi per far salira l'acqua di 1 m la riottieni in discesa .
Quello che conta è l'energia necessaria a far evaporare un liquido che poi viene perduta nella fase di condensazione .
Quindi più bassa energia di evaporazione corrisponde a meno utilizzo di energia solare in entrata e meno perdita di calore in fase di condensazione e ricomincia un altro ciclo .
Ripeto il sistema potrebbe essere molto efficiente( 60-80 %) ed i calcoli sono molto più complessi di quelli da te ipotizzati, che capisco anche per brevità hai esposto.

ciao Yuz , potresti spiegarti meglio per favore , il mio esempio era dettagliato ,la tua frase di risposta era generica , come un cenno di superiorita'

@Mr.Hyde
Le trasformazioni dei gas sono argomenti di base che puoi tranquillamente affrontare da solo.
Trovi una guida già fatta e pronta per l'uso sul mio blog che ti consiglio di leggere dal post più vecchio al più recente.
Siccome quando entri viene visualizzato per primo l'ultimo post pubblicato ti consiglio di cliccare sul link Post pubblicati che trovi sulla sinistra sotto alla parola "Indice".

"pensa ad un pannello contenente un liquido qualunque, il resto del volume occupato da un gas in pressione( N2)"

No, gas e vapore non vanno d'accordo, se ci metti gas in pressione il liquido evapora a T molto più elevate.
Quindi è meglio che il liquido evapori sotto-vuoto il più possibile.

Ha senso invece mettere assieme gas e metallo e sostituire il liquido con un bel pistone metallico che si sposta sotto effetto del gas che si scalda e si raffredda.

e così arriviamo alla Ruota di Minto a gas...





Col gas ci possono stare anche i rigeneratori termici, anche se pessimamente efficienti.

Ma vi assicuro che fanno di più le correnti convettive dei gas che salgono riscaldando a sinistra e quelle che scendono raffreddando a destra (se opportunamente convogliate) piuttosto che il meccanismo di spostamento dei pistoni.

Termicamente anche questo è un "bagno di sangue", ma forse un po' meno peggio della Ruota di Minto a liquido.

Completamente non ci siamo . Anche io avevo pensato ad un sistema a pistoni che si spostano con la pressione generata dal calore .
Ma non ci siamo, sarebbe come un motore a pistoni con la perdita di energia per attrito dei pistoni che a questo punto dovrebberro essere lubbrificati . Con relativa manutenzione periodica , e con un rendimento che si dovrebbe assimilare a una macchina termica e rispettare il ciclo di Carnot e quindi molto basso.
Qua dobbiamo parlare di macchina che non necessita interventi di manutenzione a vita , tranne forse per guasti dovuti a perdita di liquido dovute a forature accidentali ,come ruggine o logoramento del materiale.
Anche in questo caso la superficie esposta allo scambio di calore è minima e la resa bassa.

"...e con un rendimento che si dovrebbe assimilare a una macchina termica e rispettare il ciclo di Carnot e quindi molto basso."

Ma per caso sei convinto che la Ruota di Minto a cambiamento di fase non sia una macchina termica e quindi non vi si applichi la formula di Carnot ?

secondo voi come liquido potrebbe andare bene una soluzione ammoniacale?sfruttando la differenza di solubilita' dell'NH3 in acqua alle diverse temperature

Be tutte le soluzioni posso essere prese i considerazione , bisogna vedere quanto calore bisogna spendere per far eveporare la NH3.
Anche la CO2 ha una diversa sol. a diverse temp. ed in generale tutti i gas anche O2.

Nel caso dell NH3 si forma un composto stabile con l'acqua NH4OH .

Anche nel caso della CO2 si forma ac. carbonico H2CO3. Hai qualche tabella relativa della solubilità a diversa temp.?

ciao Zag la tabella c'è!! , l' ho recuperata sul lavoro . al 33% m/m. dalla tabella si deduce che l'NH3 al 33% ha la tensione di vapore seguente alle varie temperature: a 20°C = 0,8 bar....a 30°C = 1,2 bar ....a 40°C = 1,7 bar ...... a 50°C = 2,3 bar.... a 60°C = 3,4 bar (anche se penso che lo sappiate tutti ,chiaramente il valore di pressione è espresso come pressione assoluta quindi per avere quella relativa basta sottrarre 1 bar , come puoi vedere il delta P tra un pannello e l'altro ,passando da 20 a 30 °C è di 0,4 bar ,mentre la densita' del liquido è 0,888 g/cm3. arrivando a 40 °C il delta è di 0,9 bar , per lavorare a pressioni piu' basse bastera' diluire l'idrossido di ammonio (NH4OH)

Guarda che le temp. che interessano per questo tipo di esperimento si aggirano dai 30-60 gradi C.
Ma quello che importa è anche la quantità di calore necessario per portarlo da 30 a 60 C , che dovrebbe essere la temperatura di lavoro, ma in estate queste temp. possono diventare anche 40 -80 gradi , tra zona fredda e zona calda.
L'acqua non si presta bene per tali tipi di applicazioni , in quanto ha un cal..di ev. molto elevato essendo una molecola polare in cui le attrazioni tra molecole sono molto forti anche allo stato gassoso.
LE molecole che si prestano meglio sono quelle apolari che avaporano facolmente ed hanno quindi un valore di ev. molto basso ,o addirittura anche un decimo dell'acqua , o le molecole monoatomiche che non sono polari come si può ben capire .

E quindi i calcololi riportati sopra subirebbero un drastico miglioramento , ammesso che siano corretti.

Ma io come dico sempre bisogna sperimentare praticamente quello che si afferma in teoria, perchè le variabili in gioco in sistemi complessi , non sono affatto semplici .

si Zag , oltre alla polarita' queste soluzioni hanno un alto calore latente di ebollizione per il legame idrogeno che possono formare( il legame idrogeno è un particolare tipo di legame dipolo, piu' forte del normale dipolo-dipolo) . l'ammoniaca ha un calore latente piu' basso dell'acqua , ma non abbastanza. quindi l'unica sarebbe l'impiego di idrocarburi. esempio una miscela di n-pentano (p.e. = 36 °C) ed esano (p.e. = 68 °C).nelle giuste proporzioni. per i calcoli , è una tabella sperimentale , non ho fatto calcoli

Guarda caso, le miscele di idrocarburi le trovi tabellate nelle specifiche dei gas frigorigeni per alte temperature, come quelle degli ORC...

Ho cercato queste tabelle su internet ma non le ho trovate , ma soprattutto il cal. latente di ev. è la cosa importante.

Su wikipedia si trova qualcosa ma non tutti i parametri utili .

Molto semplice... nei frigoriferi e nei condizionatori si usavano una volta i CFC "clorofluorocarburi", poi vietati perchè presunti responsabili del buco nell'ozono. Si sono adottati fluidi prima HCFC "idroclorofluorocarburi" e poi HFC "idrofluorocarburi", e ora ci si avvicina agli HC (cioè idrocarburi normali) ed ai PFC "perfluorocarburi".
In altre parole, si trattava di fluidi alogenati (ossia fluidi contenenti almeno un atomo di cloro, fluoro, iodio o bromo), genericamente generalmente indicati col nome “freon".

Bene, nella categoria HC si trova l' R600a (isobutano), l' R290 (propano), l'R170 (esano) e l'R1270 (propilene). Di due giorni fa la notizia della guerra che coinvolge Mercedes (che rifiuta di installare sulle auto il nuovo gas R600a perchè infiammabile ed esplosivo) e la UE che invece per l'omologazione pretende che sia installato l'R600a invece del vecchio R134a perchè inquinante...

Le curve e i diagrammi completi li trovate agevolmente se usate quelle sigle e cercate nei siti dei produttori di "freon" come la honeywell, per esempio.

La cosa curiosa è che alla fine si utilizzano sempre gli stessi fluidi... anche nelle innovazioni! A questo punto, perchè non pensare anche all'ammoniaca, tenendo presente che concordo con le considerazioni di Yuz?

Riprendo brevemente il discorso riguardo ai calcoli effettuati nel post # 39, dicendo che questi tipi di calcoli non si addicono al pannello solare proposto in questa sede ma forse alla macchina di Minto. Dai miei calcoli , che ancora non ho completato per mancanza di tempo, causa lavoro, il rendimento è molto maggiore, altro che 1 %.
I calcoli effettuati pressupponevano che una quantità di acqua fosse portata in ebollizzione e traferita 1 kg ad 1 m di h.
Ma il funzionamento del sistema presuppone invece che sia l'espansione termica del gas generato dalla evaporazione a spingere il liquido nel settore opposto. Non è in vapore acqueo che si trasferisce, ma la masssa di acqua spinta dalla pressione.
Per il momento mi fermo qui, in quanto non ho tempo, appena posso esporrò chiaramente con semplici esempi dei calcoli supportati da figure .
Nel frattempo se qualcuno ha fatto dei calcoli o avesse delle tabelle, può comunicarceli .

Saluti.

Riguardo al pannello circolare da me esposto nel post # 1 e # 18 , supponendo che il cerchio sia di raggio 1 m , diam. 2 m , la superfisie tot. risulta 3.14 m2 . Dividendo per 3.14 / 8 = 0.3925 m2 , in quanto un settore triangolare è 1/8 del cerchio.
Supponendo che lo spessore interno del pannello sia di 1 cm , il vol. interno del settore è 3925 cm3 .
Supponiamo di mettere all'interno di questo pannello triangolare 1000 cc di acqua, il resto del pannello è composto di aria.
Quindi la quantità di aria all'nterno del pannello è 2925 cc , mentre il volume di acqua 1000 cc , rapporto 3: 1 .
Il volume di aria è tre volte il volume di liquido . Facendo le debite proporzioni , per facilità di calcolo , ogni 1000 cc di H2O ci sono 3000 cc di aria .
I calcoli debbono partire dal presupposto che la dilatazione termica del gas aria provoca lo spostamento del liquido H2O nel settore opposto il quale essendo distante 2 m , ha una distanda media dal baricentro del pannello circolare 1 m in altezza.
Quindi i calcoli debbono presupporre lo spostamento di una massa di 1 kg per altez. 1 m .
Ma non è ripeto il vapore acqueo generato dalla evaporaione dell'acqua a spostarsi da un settore all'altro, l'acqua in pratica non raggiunge il punto di ebollizzione , ed il calore latente di evaporazione influise poco o niente . Il vapore generato si miscela col gas aria aumentando la pressione interna , ma la maggiore dilatazione di volume la subisce l'aria in quanto assorbe più facilmente i raggi del sole ed ha una capatità temica molto inferiore all'acqua, la quale durante la rotazione si riscalda poco in proporzione al volume totale di aria, 3 volte superiore.

Qui riescono ad accendere addirittura un led...

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