Progetto stirling sul forum

[Stranamore]

Per il Brayton, che a me piace chiamare Ericsson in onore del suo vero inventore che aveva il solo difetto di non essere americano, vedrai che saprò tirarti fuori qualche cosa degna di essere analizzata e magari costruita. Il fatto che non se ne vedono in giro è in parte un discorso di moda, nel senso che come per lo stirling a suo tempo la tecnica tende ad essere uniformata. Tutti ragionavano solo di motori a combustione interna e se non arrivava la Philips nessuno se lo ricordava più lo Stirling. Poi loro hanno cominciato e investito. E soprattutto pubblicato. Questa è la vera discriminante. Sono iniziati a girare i report e le informazioni. A quel punto molti ci si sono buttati sopra ed è iniziato quel circolo virtuoso che ha portato al fermento intellettuale di oggi (in realtà credo che ci sia stato più fermento negli anni 70-80-90 che oggi, ma oggi ci sono più mezzi tecnici, leggi soprattutto informatica pe rle simulazioni, anche se forse meno soldi governativi spesi). Il Brayton è stato studiato forse ancora di più ed è arrivato a traguardi a cui lo stirling non potrà mai arrivare, ma realizzato con turbomacchine. Se prendi i soldi investiti in ricerca, tecnologia e quant'altro spesi per il brayton e provi a fare un confronto scoprirai che c'è un fattore forse 1.000 rispetto a quanto speso per gli M.C.I e forse 1.000.000 rispetto a quanto speso per gli Stirling. La lotta è impari.
Ma perchè non vediamo i Brayton in giro? Perchè non girano nel senso stretto per le strade, ma portano a spasso tutti gli aereoplani di questo mondo e quasi tutte le nuove centrali elettriche non nucleari del pianeta.
Non girano quindi, ma fanno girare l'economia tutta. Tanto è stato il loro progresso che perfino i nuovi reattori nucleari si stanno progettando in ciclo Brayton, li dove era il regno del vapore ad alta pressione. Il motivo è semplice: li dove per esigenze tecnologiche un impianto a vapore è limitato ad un tetto massimo di rendimento del 43% (in un reattore nucleare per altri motivi difficilmente si supera il 33%) le potenzialità del Brayton in ciclo combianto superano il 60%. E' tanto. Veramente tanto. Fuori dalla portata di qualsiasi Striling. Ci si avvicinano solo i diesel navali 2 tempi a recupero dell'energia dai gas di scarico, che possono arrivare al 55-58%. MA ovviamente in regime stazionario e solo per potenze di qualche Mw laddove una centrale nucleare oramai ragiona in termini di Gw.
Sai dovè il vero vantaggio di M.C.I e Brayton sullo stirling? Non è certo nel ciclo termodinamico, in cui lo stirling non è secondo a nessuno. E' la famigerata combustione interna. Che sarà si inquinante, ma ti libera delle perdite sullo scambiatore caldo (che sono quelle che contano in un ciclo) che tra una balla e l'alta, uno scambio termico ed una resa non unitaria dei recuperatori di calore, ti fa perdere almeno il 20% del calore del combustibile prima ancora di arrivarci al ciclo termodinamico.
E qui sta il peccato originale di tutte quelle aziende che stanno proponendo stirling alimentati a metano sul mercato. Se devi bruciare metano e pensi ad uno stirling non hai capito niente (non tu ma le aziende...). Un piccolo M.C.I ti straccia qualunque motore a combustione esterna per rendimento e costo compreso il catalizzatore omologato Euro 6 che ti tira fuori l'aria più pulita di quando è stata aspirata (non è un modo di dire. Se prendi l'aria pesante dei centri cittadini ed il relativo smog che è fatto anche dal riscaldamento e dalle industrie nella periferia quello che uscirà da un catalizzatore Euro 6 sarà più pulito di quando è entrato).
Ad uno stirling devi pensare solo se parli di energia solare o di combustione di biomasse. Perchè quel tipo di calore non lo puoi certo utilizzare in M.C.I. E comunque il costo della fonte primaria è così basso da poter tollerare senza problemi le perdite citate sopra.
E ti dirò che oggi con le tecnologie dela micro gassificazione o pirolisi sul lato biomassa il primato è forse già perso. Il rendimento del complesso gassificatore-motore è spesso superiore a quanto si riesce a fare con la combustione diretta della biomassa per una serie di motivi.
Il brayton sarebbe stato anche lui in vantaggio per la biomassa ma contro l'accoppiata di prima c'è poco da fare.
Rimane il solare a darci speranze.
Perlomeno finchè restiamo puristi. Perchè se poi ci facciamo irretire dal discorso che in fondo la biomassa, il biodiesel, l'alcool etilico ecc.. ecc.. non sono altre che utilizzazioni indirette dell'energia solare siamo fregati.
Per questo ho disegnato un motore ad assorbimento solare diretto. Se riusciamo li, nessuno riuscirà a fare di meglio con un M.C.I . Ce la giocheremo con gli ORC al più. Ma sono alla portata....

[Stranamore]

Il progetto mi sembra in generale ben fatto.
Ci vedo solo due possibili criticità.
1) I volumi morti. Il secondo rigeneratore, quello in alluminio a fisarmonica ti danneggia il rendimento. Il suo rapporto pieno su vuoto è molto basso. Grosso volume morto quindi. Forse si interpone anche tra il gas e la parete raffreddata dall'acqua limitando lo scambio termico lato freddo.
Il secondo volume morto è attorno al cuscinetto lineare e a spostatore in basso diventa veramente grosso. Li devi mettere una tenuta scorrevole sopra il cuscinetto. Anche se non perfetta limiterà l'influenza del volume sul ciclo. Ma sei sicuro che non potrebbe scorrere semplicemente su un rivestimento di teflon? Quello, se lo metti attorno all'asta e non sul cilindro, ti riempirebbe tutto lo spazio morto.
2) Le perdite fluidodinamiche. Il rigeneratore "micronico" dal punto di vista termodinamico andrebbe benissimo, ma offre molta resistenza al flusso di gas perchè veramente compatto. La densità della matrice va bilanciata in questi due aspetti. Per renderti conto prova a soffiare attraverso lo spessore previsto sul motore. Se fai fatica tu vuol dire che il motore ad alta velocità troverà un "muro".
Te ne accorgi comunque subito a motore funzionante. Se la coppia erogata scende troppo salendo di giri sei in quella situazione.
Altro consiglio anche se non proprio un problema. Io disegnerei il cielo del cilindro a semisfera e il displacer a seguire. A parte che resite meglio agli shock termici e meccanici nonchè alle pressioni (che possono far implodere lo spostatore) se accoppi tale forma con un opportuno raccordo dell'entrata fluido nella camera calda riusciresti ad ottenere che il fluido per effetto coanda seguisse questa semisfera per buona parte del percorso migliorando di molto il suo scambio termico con la testa riscaldata. Dovresti registrare importanti miglioramenti nella potenza erogata se il raccordo è fatto bene.

[Stranamore]

Un'ultima cosa. Il gas. Eviterei quelli esotici. Il problema dell'olio ce l'hai lo stesso. Infatti anche senza ossigeno l'olio può crackizzare. Succede nel migliore dei casi a 350°C. Non esplode certo, ma ti intasa il rigeneratore bloccandoti il motore. Specie poi con rigeneratori a maglia fine come quella che progetti di usare. L'unico rimedio è evitare l'olio nel cilindro displacer. Uno dei modi potrebbe essere lo scorrimento su teflon. Un'altro l'O-ring che ti ho suggerito io sopra il cuscinetto. Ma ovviamente non esiste l'o-ring perfetto e alla lunga il motore si imbratterà. Il problema dell'olio è una brutta bestia per tutti i motori dotati di rigeneratore.
I gas esotici devi usarli solo se ne hai bisogno per il rendimento. Perchè i costi sono enormi. A livello industriale costano niente, ma a livello di bombolette compresse molto. E ogni volta che apri il motore lo perdi tutto, per non parlare del normale reintegro durante il funzionamento. E se lasci il motore una settimana in cantina devi fare di nuovo il riempimento.
Meglio pensare alle tenute che ai gas.

[spartano]

Ok ho letto tutto ma non sono riuscito a risponderti prima . X sintesi sono piacevolmente d'accordo nel chiamare questo ciclo con il nome di chi lo ha inventato , Ericsson , che poi se si legge un pò di storia dedicata viene spontaneo chiedersi chi sono gli americani .
Istintivamente penso anche a quello che dicevi : se non ci pensava la Philips lo stirling sarebbe rimasto all'800 , ma questa azienda è in Olanda , già , Europa quindi . Sono perfettamente d'accordo sull'utilizzo di questo ciclo x il solare , sarebbe il massimo se si riuscisse a sfruttare dai pannelli solari ma è inutile dirtelo , vai avanti che ti seguo .
Chiaramente si segue di pari passo il ciclo stirling ad alte e basse temperature perchè altrimenti non abbiamo confronti pratici e reali . X il progettino voglio subito chiarire che ho disegnato la testa dello spostatore piatta per comodità e per pigrizia , ma è chiaro che sarà bombata ma non potevi saperlo , a volte dò x scontato troppe cose , devo essere più chiaro e preciso . Il rigeneratore è fatto in questo modo perchè è un compromesso .
Se lo faccio tutto " micronico " rallenta troppo il flusso , se lo faccio ad alette o a fisarmonica non scambia a sufficenza , quindi ho pensato ad una prima parte " micronica " e ad una secondaria che nonostante aumenti il volume morto non crea attriti fluidodinamici che sono peggio del volume morto . Col senno di poi ti dò comunque ragione perchè sarebbe meglio eliminare i volumi morti e provare ad usare solo la retina cercando un compromesso anche x la posizione , il diametro e l'altezza , perchè date le misure dell'oggetto non posso metterlo dove mi pare . Più che soffiarci dentro proverò a metterci un peso fisso di tot grammi e poi cambiando la geometria vedere quale sarà la forma ideale , ideale a temperatura ambiente perchè poi non si sa come si comporterà sul lavoro reale .
Il cuscinetto lineare lo elimino e lo sostituisco come suggerisci , peccato però , sai che bene che scorre ! Uff , questi volumi morti sono un'incubo ! Il problema dell'olio : Lo so che solidifica quando non può bruciare e che mi sporcherà e intaserà il rigeneratore , ma non posso evitarlo perchè il piatto oscillante e i pistoni di potenza sono come dicevo ricavati da un compressore x l'aria condizionata delle auto , e intendo usarlo tale e quale perchè mi è impossibile sostituire la lubrificazione dei cuscinetti del piatto oscillante con altri sistemi .
Impossibile è una parola grossa ma diciamo che essendo un prototipo non mi va di impegnarmi il tal senso , non adesso . In ogni caso prevedo che siano pochi i vapori di olio che riusciranno a carbonizzare . Gas come C02 o C18 o argon li uso abitualmente x lavoro e non è un problema se mi faccio fuori una bombola ogni tanto , d'altronde le tenute sono quelle e non posso cambiarle , credo siano in grafite o in rulon , di certo è un materiale caricato con grafite perchè sono quasi nere e ce ne sono due per pistone .
Ciao . Spartano .

[Stranamore]

La mia osservazione non era per sostituire l'olio in tutto il motore. Nella parte di potenza il problema non c'è, perchè tutta quella parte è raffreddata. Se compri un buon olio 100% sintetico per motori d'auto, un 5W40 o anche un 10W50, sei a posto questo olii sono molto fluidi a freddo e contemporaneamente tengono bene le alte temperature( intese come 250 °C). Alla temperatura di 50 - 60°C a cui si riesce a tenere la parete del pistone di potenza non hai praticamente nessuna vaporizzazione. Tutt'alpiù devi stare attento a collegare i due cilindri con un manicotto a bassa conducibilità termica per non trasportare calore inutilmente alla parte di potenza. Accorgimento peraltro utile in ogni caso per motivi termodinamici.
La mia osservazione era riferita solamente al cuscinetto lineare dello spostatore. Per farlo funzionare a lungo devi in qualche modo lubrificarlo ed in quella posizione rischi che l'andirivieni del displacer ne proietti in giro. Essendo un cuscinetto a rotolamento è più soggetto a "sparare" l'olio. I segmenti della parte di potenza invece lo schiacciano sulla parete e l'adesività naturale di questi olii fa il resto.
Per il gas invece va benissimo usarlo inerte. Però devi tenerti sull'argon, monoatomico, che ti migliora il rendimento. La CO2 è triatomica e lo peggiora avendo un K=1,33 invece dell 1,4 dell'aria che è biatomica (N2 e O2 principalmente). L'Argon, monoatomico, ha un K=1,6 come l'elio il Neon ed Radon.
Normalmente negli Stirling si usa l'Elio che aggiunge al K=1,6 anche una conducibilità termica di un fattore 10 maggiore dell'aria e dei coefficienti di scambio ancora maggiori. Quindi aiuta anche a dimensionare scambiatori più piccoli e questo aiuta anche sui volumi morti, perchè nello stirling gli scambiatori sono volumi morti del ciclo. Per finire ha perdite fluidodinamiche minori legate ai diversi andamenti dei vari coefficienti (Reinolds, Nusslet ecc..) ed i suoi calori specifici variano molto meno con la temperatura rispetto ai biatomici e triatomici.
L'idrogeno è a metà strada. Ha tutti questi vantaggi tranne il K che vale 1,4 essendo biatomico come l'aria.
Gli stirling "Veri", quelli di potenza per applicazioni automobilistiche o navali, per definizione usano elio o idrogeno. Perchè diversamente i rendimenti ventilati sarebbero solo un miraggio. Solo con l'utilizzo di questi gas, e pressurizzazioni base vicine ai 200 bar, si sono raggiunti i rendimenti superiori al 40% che tutti hanno in mente e le potenze specifiche minime per l'applicazione. La pressione infatti, pur se non compare direttamente nelle formule del rendimento, ha una influenza su fattori "secondari" e nascosti ma che alla fine pesano molto. Pensa solo al fatto che migliora i coefficienti di scambio termico e quindi ti permette a parità di potenza scambiata d iavere scambiatori più piccoli e quindi minori volumi morti. E via così. d'altronde neanche le proprietà del fluido compaiono nella formula del rendimento ideale ma pesano tanto. Perchè il mondo non è ideale. Ma questa è filosofia. Basti dire che nel ciclo ideale, per semplicità di calcolo, si considera il fluido perfetto e quindi ci perdiamo traccia di tutti questi fenomeni. Però poi il motore, quello vero, lo fanno questi fenomeni secondari.

[spartano]

Sì adesso ho capito , in realtà l'idea (probabilmente malsana) era quella di lubrificare il cuscinetto lineare con grafite in polvere e quindi vedevo il problema dell'olio in un'altra ottica . Nei modelli precedenti con la parte di potenza derivata da motori o compressori ho notato che che sul cielo del pistone si formava sempre un velo di olio e da qui il problema delle possibili esplosioni se il fluido di lavoro è aria . Vada x il teflon o rulon e vada x il 5W40 . Il problema del ponte termico è un'altra rogna da risolvere , pensavo al teflon in lastra , devo avere da qualche parte dei tondi da cui potrei tornire delle flangie . Vada anche per l'elio , l'ho già usato x saldare a forte penetrazione alluminio di notevole spessore ma non mi ricordo quanto costa , ma non è un problema perchè non penso che ne userò tantissimo . Interessanti questi dati , non ci avevo fatto caso . X il ciclo ideale .................
dici bene , il mondo non è ideale e non lo saranno mai neanche questi cicli , è impossibile .
L'idrogeno è una bella soluzione ma x quanto mi riguarda resterà nel magazzino del fornitore , non vorrei essere io a terminare il mio di ciclo , non ho questa premura .
Pensavo che mi sono dimenticato di parlare della pressurizzazione , ci vuole un collegamento fra il carter e il resto ma prima voglio modificare il disegnino e poi ne parliamo , x il momento non mi va di costruire la guarnizione del pistone freddo che fa anche da valvola , troppo complicato e anche se non lo abbandono ci penserò più avanti , vada quindi x le valvoline . Ciao . Spartano .

[Stranamore]

Il velo d'olio sul pistone probabilmente deriva da un eccesso d'olio sulle pareti. E' il motivo perchè noi mettiamo i segmenti raschiaolio nei pistoni. Quando lo spessore del meato d'olio diventa tale che lo spigolo del pistone o del segmento invece che schiacciarlo lo sposta esso inizia ad affluire sul pistone. Diciamo che se usi un compressore di recupero ptrebbe essere anche che spesso questi sono disegnati per avere l'olio disperso nel fluido frigorigeno da cui poi viene separato in altro modo. Solo che se tu hai solo olio questo non viene più trasportato via dal "Freon" e si accumula.
Nei pistoni noi facciamo degli incavi sotto i segmenti (il secondo) che scaricano l'olio sotto il pistone. Magari può aiutarti.
Tra Elio ed Idrogeno devi preferire il primo. E' un po come per i dirigibili. Si usava l'idrogeno perchè costava niente, ma come dici tu potrebbe anche fare un bel botto... Tra l'altro è stato sperimentato sui MCI e sai una cosa? quando è in miscela con l'aria è sensibilissimo ai residui d'olio che gli fanno da nucleo di accensione. Quindi vai senza dubitare sull'elio, anche se costa caro.
Negli stirling automobilistici si era preferito l'idrogeno perchè si stavano progettando dei motori a grande diffusione, quindi il costo irrisorio dell'idrogeno era essenziale. Siccome un motore che non perde il suo fluido è utopia... Perchè se le tenute sono perfette per il gas vuole dire che fanno tanto di quell'attrito da bloccare il motore.
Per il ponte termico il mio consiglio è di guardare di nuovo al mondo MCI. Vai dal ricambista sotto casa e compra una guarnizione di quelle che si mettono tra testata e collettore di scarico. tengono i gas e sono isolanti. Ne esistono a 3, 4 e 5 strati. Addirittura con uno strato di termobarriera in mezzo. Ti segnalo come idonea la guarnizione del motore 1.3 Mjet FIAT.
Sono fatte per tenere 800-1000 °C.
Per la pressurizzazione. Io non mi preoccuperei fossi in te. Se le tenute sono ben fatte non hai bisogno si avere un buffer space. Dalla bombola dell'Elio con un regolatore di pressione puoi regolartela. Certo perderai più fluido ma penso che la soddisfazione di veder "tirare da bestia" il proprio motore sia impagabile. Se prendi il libro di Walker c'è recensito uno stupendo motore con cilindrata utile di 5 cc che pressurizzato ad elio a 70 bar ha tirato fuori 90 W... ed era il primo motore che il l'amatore costruiva. Per carità era anche ben fatto. Manovellismo di Ross, scambiatore caldo e freddo in tubi singoli di inox saldati singolarmente, raffreddamento ad acqua. una roba ben pensata e costruita, tipo Beta cinematico.
Quindi il potenziale c'è.

[DADODAVE]

"Ad uno stirling devi pensare solo se parli di energia solare o di combustione di biomasse. Perchè quel tipo di calore non lo puoi certo utilizzare in M.C.I. E comunque il costo della fonte primaria è così basso da poter tollerare senza problemi le perdite citate sopra"

qui' non dovrei essere fuori 3d non OT e magari mi considerate...

Avrei uno stirling dei sogni:
Vorrei che i/il cilindri caldi fossero incamiciati "esternamente" con un liquido termovettore (olio motore e comunque capace di arrivare a non meno di 3/400° ) pre scaldato(ma prima accumulato a dovere in modo da averne anche di notte) da un pannello solare (120/130° reali ottenibili se non di piu', se oltre il pannello uso anche parabole per concentrare l'energia solare (sino a 3kw a m2 ma alle nostre latitudini circa 1,4 )), vorrei usare il gas delle bio masse per arrivare a portarlo a 300/400 gradi.
Vorrei che i/il cilindro freddo fosse raffreddato ad acqua corrente.
Vorrei che dentro lo stirling ci fosse "elio" (e le storie tese).
Vorrei che dentro il pistone caldo (intendo proprio dentro dentro al pistone) ci fosse "elio" pressurizzato se il cilindro lo faccio lavorare in verticale.
Vorrei che i/il cilindri freddi (tra cilindro e pistone freddo fossero di magneti naturali respingenti (e con tolleranze di pochi micron) Cosi'riduco gli attriti con lim a 0, e sicuramente meglio delle raschiaolio dei motori a combustione .
(e' vero dalla macchina di perendev non ci puoi cavare energia con magneti naturali ma idee si').
vorrei che che la testa del cilindro freddo e del suo pistone fossero anche esse di materiale magnetico respingente tra loro (consumi energia in compressione (e te la rida' in espansione 1 a 1 o quasi).
vorrei che sul volano dell'albero motore , tramite sempre magneti e un sistema (meccanico, la schermatura magnetica e' un casotto) si lavorasse per attrazione e respingimento del punto morto (magneti sul volano diametralmente opposti tra loro (max espansione e min espansione nel pistone-cilindro caldo e freddo)) con un sistema di attrazione e respingimento che funziona tipo il paradev ma ovviamente "muovendo" il magnete esterno con un movimento semicircolare del magnete esterno in modo da sfasare il punto morto magnetico rispetto al punto morto meccanico del motore stirling.
......


insomma l'energia gratis non credo che esista ma farla costare poco sia dal punto ambientale che economico e' possibile certamente

[DADODAVE]

"Ad uno stirling devi pensare solo se parli di energia solare o di combustione di biomasse. Perchè quel tipo di calore non lo puoi certo utilizzare in M.C.I. E comunque il costo della fonte primaria è così basso da poter tollerare senza problemi le perdite citate sopra"

qui' non dovrei essere fuori 3d non OT e magari mi considerate...

Avrei uno stirling dei sogni:
Vorrei che i/il cilindri caldi fossero incamiciati "esternamente" con un liquido termovettore (olio motore e comunque capace di arrivare a non meno di 3/400° ) pre scaldato(ma prima accumulato a dovere in modo da averne anche di notte) da un pannello solare (120/130° reali ottenibili se non di piu', se oltre il pannello uso anche parabole per concentrare l'energia solare (sino a 3kw a m2 ma alle nostre latitudini circa 1,4 )), vorrei usare il gas delle bio masse per arrivare a portarlo a 300/400 gradi.
Vorrei che i/il cilindro freddo fosse raffreddato ad acqua corrente.
Vorrei che dentro lo stirling ci fosse "elio" (e le storie tese).
Vorrei che dentro il pistone caldo (intendo proprio dentro dentro al pistone) ci fosse "elio" pressurizzato se il cilindro lo faccio lavorare in verticale.
Vorrei che i/il cilindri freddi (tra cilindro e pistone freddo fossero di magneti naturali respingenti (e con tolleranze di pochi micron) Cosi'riduco gli attriti con lim a 0, e sicuramente meglio delle raschiaolio dei motori a combustione .
(e' vero dalla macchina di perendev non ci puoi cavare energia con magneti naturali ma idee si').
vorrei che che la testa del cilindro freddo e del suo pistone fossero anche esse di materiale magnetico respingente tra loro (consumi energia in compressione (e te la rida' in espansione 1 a 1 o quasi).
vorrei che sul volano dell'albero motore , tramite sempre magneti e un sistema (meccanico, la schermatura magnetica e' un casotto) si lavorasse per attrazione e respingimento del punto morto (magneti sul volano diametralmente opposti tra loro (max espansione e min espansione nel pistone-cilindro caldo e freddo)) con un sistema di attrazione e respingimento che funziona tipo il paradev ma ovviamente "muovendo" il magnete esterno con un movimento semicircolare del magnete esterno in modo da sfasare il punto morto magnetico rispetto al punto morto meccanico del motore stirling.
......


insomma l'energia gratis non credo che esista ma farla costare poco sia dal punto ambientale che economico e' possibile certamente inoltre avrei altre ideuzze che mi circolano nei meandri nell'unico neurone che mi rimane ma vorrei trovare qualche sponda sul forum prima di niziare la discesa negli inferi di calcoli, matrici e integrali vari (son 20 anni che non ne vedo piu'),

Prima di tutto c'e' questo "elio" che mi piace proprio e' un bravo ragazzo, ha dei numeri, solleva palloni aereostatici ecc... ecc..

[DinoDF]

Avrei uno stirling dei sogni:
Vorrei che i/il cilindri caldi fossero incamiciati "esternamente" con un liquido termovettore (olio motore e comunque capace di arrivare a non meno di 3/400° ) pre scaldato(ma prima accumulato a dovere in modo da averne anche di notte) da un pannello solare (120/130° reali ottenibili se non di piu', se oltre il pannello uso anche parabole per concentrare l'energia solare (sino a 3kw a m2 ma alle nostre latitudini circa 1,4 )), vorrei usare il gas delle bio masse per arrivare a portarlo a 300/400 gradi.

Come già detto usare gas per riscaldare un motore esotermico è una stupidità... meglio bruciarlo in un motore a combustione interna che ha rendimento maggiore!

Vorrei che i/il cilindro freddo fosse raffreddato ad acqua corrente.

Ma la bolletta chi la paga? sprecare acqua per raffreddare un motore non mi sembra molto "ecologico" per l'ambiente...

Vorrei che dentro lo stirling ci fosse "elio" (e le storie tese).
Vorrei che dentro il pistone caldo (intendo proprio dentro dentro al pistone) ci fosse "elio" pressurizzato se il cilindro lo faccio lavorare in verticale.

E se lavora orizzontale l'elio non va bene? non è che cambia molto...

Vorrei che i/il cilindri freddi (tra cilindro e pistone freddo fossero di magneti naturali respingenti (e con tolleranze di pochi micron) Cosi'riduco gli attriti con lim a 0, e sicuramente meglio delle raschiaolio dei motori a combustione .
(e' vero dalla macchina di perendev non ci puoi cavare energia con magneti naturali ma idee si').

Il raschiaolio non serve a diminuire l'attrito ma ad evitare che l'olio motore trafili nel cilindro, il magnetismo non evita trafilature (che siano d'olio o gas) quindi gli anelli di tenuta ci vogliono comunque

vorrei che che la testa del cilindro freddo e del suo pistone fossero anche esse di materiale magnetico respingente tra loro (consumi energia in compressione (e te la rida' in espansione 1 a 1 o quasi).

E il vantaggio dove sta?

vorrei che sul volano dell'albero motore , tramite sempre magneti e un sistema (meccanico, la schermatura magnetica e' un casotto) si lavorasse per attrazione e respingimento del punto morto (magneti sul volano diametralmente opposti tra loro (max espansione e min espansione nel pistone-cilindro caldo e freddo)) con un sistema di attrazione e respingimento che funziona tipo il paradev ma ovviamente "muovendo" il magnete esterno con un movimento semicircolare del magnete esterno in modo da sfasare il punto morto magnetico rispetto al punto morto meccanico del motore stirling.
......

Non ho capito come funziona e che funzione ha

insomma l'energia gratis non credo che esista ma farla costare poco sia dal punto ambientale che economico e' possibile certamente inoltre avrei altre ideuzze che mi circolano nei meandri nell'unico neurone che mi rimane ma vorrei trovare qualche sponda sul forum prima di niziare la discesa negli inferi di calcoli, matrici e integrali vari (son 20 anni che non ne vedo piu'),

Prima di tutto c'e' questo "elio" che mi piace proprio e' un bravo ragazzo, ha dei numeri, solleva palloni aereostatici ecc... ecc..

Che l'elio sia un gas nobile lo si sà per certo

[DADODAVE]

dunque iniziamo: l'incamiciamento esterno dello stirling con liqiudo termovettore scaldato da un pannello e' realizzabile, io stavo pensando che pero' un dt di max 120° non'e' che ci posso cavare fuori chissa' cosa, quindi perche' lo stirling non sia un bel giocattalo da esposizione in qualche modo devo aumentarlo, e perche' non si sprechi calore (abbassando terribilmente il rendimento) devo sempre immergere il cilindro caldo e coibentare ben bene in modo che dall'esterno non ci sia neppure un leggero tepore e a ciclo chiuso rimandare l'olio nell'accumulo (a quel punto dovrei avere un primo accumulo dovuto al pannello solare , da questo prelevare calore e portarlo alla temperatura di esercizio con bruciatura del gas e immetterlo nel secondo accumulo, di qui prelevare e scaldare il cilindro, ora se tutto e fatto e coibentato per benino dovrei far intervenire l'uso del gas (ho detto da biomasse solo perche tali impianti sarebbe bello averli tutti nello stesso posto) solo al di sotto di una certa temp.

2:"Il raschiaolio non serve a diminuire l'attrito ma ad evitare che l'olio motore trafili nel cilindro, il magnetismo non evita trafilature (che siano d'olio o gas) quindi gli anelli di tenuta ci vogliono comunque"

yes true but ... se si riuscisse a far si che ci fosse meno 1 micron o il meno possibile, tra cilindro e pistone (magnetici respingentitra loro) la diminuzione di attrito (nel cilindro freddo ovviamente in quello caldo probabilmente sarebbe inapplicabile) forse l'attrito evitato varrebbe di piu della controspinta ... ops devo and contin dop dopo

[Stranamore]

Ciao DADODAVE. Ho letto i tuoi messaggi in diversi Topic e di sicuro traspare che quello che chiami "sogno" ti appassiona veramente. Però devi fare i conti con realtà. Io stesso sono un sognatore per carità. E ho la fortuna di lavorare in una azienda che fa motori. Il sogno di quando ero ragazzino. Ma il sogno che di era fatto di motori da 1500 Cm3 e 1500 CV (era l'epoca della F1 turbo e delle 9 pole in un anno di Senna fatte raschiando il fondo della Lotus-Renault sull'asfalto in un mare di scintille...) è diventato nel frattempo un mondo fatto di target economici da raggiungere. Una roba un po diversa..
Procediamo con ordine.
Le tolleranze di un micron nel mondo reale si chiamano interferenze. Perchè non esiste finitura superficiale ottenibile con mezzi semplici che lasci rugosità così basse.
Le cosiddette tenute a tolleranza però esistono e sono usate estesamente sui free piston. PErchè fuzionano solo senza la minima spinta laterale. Sono comunque molto difficili da mettere a punto e realizzare.
Ovviamente con un accoppiamento molto preciso non servono magneti a guidare la corsa del pistone come dice anche dinodf.
Il respingimento magnetico non ha molto senso. L'effetto non è diverso da una molla a gas o meccanica, ma la complicazione è grossa.

Ammesso che il gas ti costi poco se bruci il gas non ha senso preriscaldare con il solare. Se hai olio diatermico a 150° (pannello veramente buono sotto vuoto spinto e d'estate..) quando lo riscaldi con il gas butti i fumi al camino a 200° per impossibilità di ulteriore scambio con l'olio. Quindi perdi nei fumi quello che hai guadagnato dal sole.. Tanto vale usare solo il gas e risparmiarsi l'investimento dei pannelli.
Per l'acqua corrente do per scontato che intendevi acqua di falda da reimmettere nella stessa dopo averla utilizzata. Quella dell'acquedotto costa troppo e non è moralmente corretto buttarla via quando il resto del mondo muore di sete.
Credimi un motore che funzioni è fatto di altre cose. Molto più rozze magari, ma pratiche. I magneti hanno affascinato l'uomo dagli albori dell'umanità, ma nessuno ci ha mai tirato fuori un milliwathora di energia. Le schemarture magnetiche sono un concetto affascinante, ma nella realtà non funzionano. Perchè?? Per il teorema della conservazione dell'energia. Se un materiale respinge il campo magnetico ed io devo inserirlo tra due espansioni polari per "oscurarle" dovrò fare uno sforzo per fargli attraversare le linee di forza (di quel campo che lui respinge...) pari, a meno degli attriti, al lavoro che poi le espansioni fanno tr di loro. Qundi è una operazione in perdita (degli attriti e dissipazioni per isteresi ecc.. ecc..).
Del tuo sogno posso "salvare" come concetti buoni:
Il pannello solare a fluido termovettore (a 120°-150° meglio valutare miscele acqua-glicole che scambiano molto meglio dell'olio) con il cilindro incamiciato tutto (ci avvicina all'isoterma).
Il lato freddo incamiciato (sempre l'isoterma....) e raffreddato energicamente.
L'elio (a parte quello che costa..).
Parti da queste cose e fai il classico "Ricomincio da tre". Da li non potrai che migliorare.

[DADODAVE]

E RICOMINCIAMO DA TRE.
lASCIAMO PERDERE LE TOLLERANZE MAGNETICHE ECC ECC.

Ammesso che il gas ti costi poco se bruci il gas non ha senso preriscaldare con il solare. Se hai olio diatermico a 150° (pannello veramente buono sotto vuoto spinto e d'estate..) quando lo riscaldi con il gas butti i fumi al camino a 200° per impossibilità di ulteriore scambio con l'olio. Quindi perdi nei fumi quello che hai guadagnato dal sole.. Tanto vale usare solo il gas e risparmiarsi l'investimento dei pannelli.

mA ALLORA COME POSSIAMO CON IL SOLARE SALIRE DI TEMPERATURA?
PROBABILMENTE NEI FRESNEL E' PIU' ALTA, MA NON E' ACCUMULATA QUINDI APPENA VA VIA IL SOLE ... CICCIA ... NIENTE TRIPPA PER GATTI...
OPPURE POTREMMO CON LE PARABOLE SCALDARE LE NOSTRE GLICOLE?
EPPOI ALTRA FARNETICAZIONE... I MOTORI A SCOPPIO "SPRECANO" COMUNQUE UN SACCO DI CALORE SI POTREBBE "INCAMICIARE" TUTTO UN INTERO MOTORE E RECUPERARE ANCHE DAI FUMI DI SCARICO ?ABBASTANZA CALORE PER AUMENTARE IL DT NEL NOSTRO STIRLING?
E POI UN MOTORE A SCOPPIO E UNO STIRLING OPPORTUNAMENTE "REGISTRATI" POTREBBERO LAVORARE SULLO STESSO ALBERO MOTORE IN SERIE (ALTRIMENTI VABBE' LI FACCIO LAVORARE IN PARALLELO) ?(IN PARTENZA IL MOTORE A SCOPPIO SI SOBBARCHEREBBE TUTTO IL LAVORO - STIRLING FREDDO- MA POI RICEVEREBBE AIUTO). L'EFFICIENZA TOTALE DOVREBBE SALIRE.

pER L'ACQUA OVVIAMENTE E' COME PENSI TU LA PRENDI IN FALDA E LA RIBUTTI IN FALDA SE PARLIAMO DI IMPIANTI NON DOMESTICI, SE PARLI DI IMPIANTI DOMESTICI RI-RECUPERI UN PO' DI CALORE PER L'ACQUA SANITARIA, PER LA LAVATRICE, PER LA LAVASTOVIGLIE PER IL RISCALDAMENTO DEI CALORIFERI ECC.... (SON GENOVESE NON SI BUTTA VIA NIENTE .... ) CON UN ALTRO BOILERONE DI ACCUMULO.

SII IMPIETOSO SE PARTO DA TRE ARRIVARE AL 10 E' LUNGA...

[Stranamore]

Pe ma alzare la temperatura con il solare c'è bisogno di concentrazione. Le Fresnel vanno benissimo ma il fattore di concentrazione è limitato dalle dimensioni massime di queste lenti. Le parabole vanno meglio. Il limite è quello strutturale della struttura e dei motori di orientamento. Gli specchi parabolici lineari stanno in mezzo.
L'accumulo ad olio o sali fusi (ma qui siamo nel complicato...) serve a compensare il passaggio delle nuvole o poco più. Infatti se dimensiono l'accumulo per tempi lunghi devo poi anche mettere superficie dei pannelli in più per riempirlo, superficie che in pieno sole estivo risulta poi in parte inutilizzata. Siccome nel solare quello che fa il costo dell'energia è l'investimento iniziale non lo fa nessuno che sia sano di mente.
Oggi la tendenza è di accoppiare il solare alle turbogas a ciclo combinato con un schema complesso ma idoneo a poter sommare i contributi di combustione e solare per risparmiare combustibile.
Per il motore a scoppio non ci sarebbe bisogno di incapsularlo. La gran parte del calore è nei gas di scarico e basta mettere uno scmabitoe attraversato da questi. Sai perchè non si fa? perchè il peso dell'impianto aggiuntivo ti vanifica il vantaggio, ed i volumi sotto cofano sono quelli che sono. Prova a mettere le mani sotto il cofano e te ne renderai conto. Di cicli bottom se ne parla da quando è nato il motore a combustione interna. Per i grandi motri navali sono stati in qualche caso anche realizzati. Oggigiorno permetterebbero rendimenti totali meccanici del 65%. Tantissimo. Ma i costi impiantistici sono in proporzione. Infatti parliamo di una minicentrale a vapore alimentata dai gas di scarico del motore diesel + una caldaia aggiuntiva per aggiungere calore al vapore.
Segnalo due casi particolari di veicoli su ruote con ciclo bottom:
1) Gamma Camion Scania turbocompound. Equivale ad una applicazione di un ciclo brayton alimentato dal calore scaricato dai gas di scarico. Circa 10% di rendimento aggiuntivo a Pmax. Meno a bassi carichi.
2) Un prototipo BMW a benzina dotato di mini impianto a vapore con espansore scroll che sfrutta sia il circuito di raffreddamento che i gas di scarico. Dichiarato un extra rendimento del 15% a Pmax. Sicuramente molto meno ai bassi carichi.

[spartano]

Saluti . Scusate se salto di palo in frasca ma girovagando ho trovato uno stirling rotante e mi sono ricordato delle discussioni al proposito tra Dino e Stranamore . Provate a dare un'occhiata perchè secondo me non è male : Technology & Product - Da Vinci Co., Ltd. ..................http://www.davinci-mode.co.jp/e/pdf/...%20orange).pdf . Ciao . Spartano .

[Stranamore]

Ciao a tutti. I link postati da Spartano sono molto interessanti, ma il motore proposto è un rankine, cioè un motore a vapore. Io e DinoDf avevamo citato una possibile applicazione del rotore ipotrocoidale come stirling. Sono esistite in passato proposte in tale senso. Una è stata anche ripresa recentemente e c'è un filmato che gira su youtube. Mi è capitato un paio di volte tra le mani ma mi sono sempre dimenticato di salvarmi il link. Approfitto dei link di Spartano per postare un paio di immagini di una vecchia applicazione di ciclo rankine utilizzato come ciclo bottom di un motore a combustione interna. Oltre che con il motore postato da spartano è in tema con gli ultimi post di questo topic. Ce li avevo li da tanto ma mi ero sempre dimenticato di postarli.

[spartano]

Niente da fare , la provocazione non mi è riuscita . Il concetto era quello di richiamare il funzionamento di un motore stirling con fluido bifase . Ho letto e tradotto anche io quello che c'è scritto su quello che ho postato , fino a qui ci arrivo . Volevo solo vedere se qualcuno si ricordava di quello che mi è successo quando l'acqua di raffreddamento ( in un modellino ) è arrivata a contatto con la parte calda e anche il fatto che non mi ricordo chi ( sorry!!! ) ha ripreso il concetto ma non mi ricordo il post . In sostanza potrebbe anche essere un ciclo rankine ma funziona anche in uno stirling , insomma cosa cambia ? Potrei tranquillamente costruire uno stirling gamma e usare un fluido bifase ( acqua x esempio ) oppure un rotante come quello postato , niente valvole ma solo un cambio di fase .
Ebbene ? Prendila con le molle naturalmente , ma credo che sia interessante parlare anche di questa possibilità , non andiamo a cercare fluidi strani multifase ma solo bifase e cioè acqua e aria , aria umida se vuoi oppure acqua poco bagnata ..................perdona l'ignoranza della battuta . Ci sono già degli studi e ci sono da decenni , ma si parla di ciclo stirling !!! Vedi West , ma anche Bartolini ecc . non è una novità assoluta .
Ciao . Spartano .

[Stranamore]

Ciao. Confesso di non aver percepito al provocazione.
Comunque in mezzo ai post che parlavano dei bifase dovrebbero essercene uno o due miei. Gli studi effettivamente ci sono da 30 anni, ma solo studi teorici a quanto mi risulta. Sulla carta ci sarebbero dei vantaggi enormi. Pensa solo alla possibilità che durante la compressione la parte umida evapori assorbendo calore rendendola isoterma. Oppure che l'evaporazione durante il riscaldamento aumenti la pressione utile.
Però nella pratica credo che nessuno sia riuscito ad evitare la separazione delle fasi (o dei fluidi se penso ad aria umida). Se penso a vapore umido prima o poi succederà che il liquido si concentrerà nel compressore spaccandolo per colpo d'ariete. Idem con aria umida.
Devo automaticamente passare ad un fluido a pressioni supercritiche. MA questo con l'acqua significa più di 300 bar e con la CO2 più di 70 bar.
Comunque è la scelta fatta a suo tempo da Malone, con il suo stirling a liquido supercritico. Funzionava e con rendimenti de 33%. Ma pressioni e conseguenti pesi del motore proibitivi per qualunque applicazione normale.
MAggiori possibilità sembrano ce l'abbiano i fluidi "attivi". Questi non fanno cambiamenti di fase ma di composizione chimica o molecolare.
Praticamente un fluido (il più promettente sembra essere il tetrossido d'azoto NO4) che raffreddandosi diminuisce numero di molecole favorando la compressione e riscaldandosi aumenta favorendo l'aumento di pressione.
Però un'unico fluido e un'unica fase che non ha problemi di separazioni e accumuli.

[spartano]

Quindi mi confermi che sarebbe fattibile , se poi spacca pazienza vuol dire che aumenteremo gli spessori . Non considerare una costruzione in scala industriale ma artigianale e quindi mirata anche perchè il tutto dovrebbe essere in tema con il titolo del 3d
e quindi una costruzione alla portata di quasi tutti . Sono anni che l'idea mi attizza e in fin dei conti tra il costruire un gamma pressurizzato a 60 bar e costruirlo a iniezione non pressurizzato non ci vedo molte differenze insormontabili , almeno in teoria , che ne pensi ?
Dai un'occhiata all'allegato . Sarebbe interessante sentire anche i pareri di Dino o di Rampa o di ..... tutti !!! Se lo ha fatto Malone non vedo perchè non si possa replicare .
Ciao . Spartano .

[Stranamore]

Anche questo mi sembra un lavoro solo teorico.
Per renderlo pratico bisognerebbe mettere il motore a testa in giù e prevedere un ciclone di separazione liquido/gas. Però il ciclone aumenterebbe il volume morto. Ci devo riflettere.
Però considerate che comunque risolviamo il problema della separazione bisogna considerare che bisogna aggiungere un impianto di iniezione fasata con il motore con la sua pompa ed il suo sistema di regolazione della quantità. Non è roba da poco.
E se ci inventiamo un carburatore elementare per mettere dentro l'acqua ed un labirinto per separarla?

[spartano]

Ok vada x il carburatore e il labirinto di separazione che è meglio . Il problema è che non ho alba di come costruirlo , però posso accedere a migliaia di carburatori commerciali da poter modificare oppure devi darmi delle indicazioni x costruirlo nuovo . Dai facciamolo questo esperimento che mi prende di brutto !!! Dato che non sappiamo se funzionerà io direi di costruire un modellino da modificare a piacimento senza smazzarsi troppo . Potrei usare il pistone di compressore da frigo come potenza e il displacer lo costruisco a parte , il classico split in gamma senza grosse pretese . Per i volumi morti considera che da quello che ne so nei migliori motori si aggira intorno al 45 / 50 % del volume spazzato totale .
Questa è una via di mezzo perchè diminuendolo troppo ci sono troppe perdite fluidodinamiche ma se lo aumenti troppo non avviene il coclo . Se ti servono le misure di alesaggio e corsa di questi motori non c'è problema perchè ne ho parecchi . Bene , si fa ? Ciao . Spartano .

[putrechigi]

salve a tutti ho cercato di leggere tutto il vostro topic e credo che il tutto si traduca in questo
YouTube - Generatore solare EuroDish da 10 kWe Milano
made in italy se non sbaglio lo ho trovato girovagando in internet spero sia di aiuto per tutti voi

[spartano]

Putrechigi non ci siamo . Quello è probabilmente lo stirling più famoso e deriva dal 160 di molti anni fa . Ha una storia tutta particolare che ti invito a leggere perchè interessante .
In Spagna anni fa ne hanno acquistati una decina con relativa parabola solare ad inseguimento , ho il filmato da qualche parte ma credo che lo trovi anche in rete . Il problemino è che a suo tempo costava circa 30.000 euro , è un'alfa , è brevettato , dispone di una tecnologia sufficentemente avanzata da mettere in crisi qualunque artigiano costruttore , in sostanza non credo proprio che sia quello che cerchiamo .
Saluti . Spartano .

[spartano]

Dimenticavo di stendere un velo pietoso su alcuni commenti che ci sono su you tube sotto al filmato , io sono male ma vedo che c'è di peggio . Informarsi è difficile lo so , ma almeno provarci no eh ! Mah !
Saluti . Spartano .

[putrechigi]

ciao spartano piacere di discutere con te ho guardato un po' qua e la sul web e mi e' venuta forse una piccola idea nel progetto archimede del mitco rubbia si porta una soluzione di sodio e potassio a temperature di circa 500c° e si sfrutta il calore poi per tutte le 24 ore ora se si fa lo stesso per un piccolo recipiente opportunamente isolato termicamente credi che si possa FAR GIRARE UNO STIRLING PER TUTTA LA NOTTE?
UN SALUTO
putre