Discussione: Fasatura a 90°

Salve a tutti
sono uno studente che sta studiando i pricipi del motore stirlng e ho realizzato anche un modellino si legno e lattine e con la cuola stiamo progettando un gamma parallelo in alluminio.
Mi sono sempre chiesto e non sono riuscito a trovare una risposta sul perchè il gomiti dell'albero (e di conseguenza a anche i pistoni) siano sfasati di 90°.
Spero che qualcuno mi possa gentilmente rispondere, grazie anticipatamente, ciao

Salve ! Dico la mia, dal punto di vista generale.

Nella dura competizione tra i vari motori a combustione esterna, il motore Stirling parte con due grossissimi handicap, cioè il movimento a pistoni e l'uso del gas.

E mi spiego meglio.

Quello dei pistoni è un movimento lineare ed è gravato pertanto da importanti attriti per loro natura ineliminabili, cioè quello tra pistone e cilindro e quello delle bielle e dei meccanismi che regolano i movimenti delle valvole.
Tali attriti sono proporzionalmente minori solo se il motore è molto grande.

L'uso del gas, come elio, azoto o altri, costituisce un grosso svantaggio perché l'escursione volumetrica che si verifica con questi gas alle temperature d'uso dei vari motori Stirling attuali, è di molto inferiore dell'escursione volumetrica che si verificherebbe usando gas termodinamici che si condensano alle normali temperature di raffreddamento, cioè a circa 50-70°.

Un saluto ed un plauso al vostro lavoro !

Lo sfasamento in prima ipotesi osservando il funzionamento di un gamma è una pura questione geometrica sufficiente al funzionamento: il displacer deve aver spostato il gas prima che questo faccia il suo "lavoro" sotto l'effetto della temperatura.
Non è detto che siano necessari proprio 90°, lo sfasamento è un parametro da ottimizzare.
Quando il displacer non è vincolato come nei motori a stantuffi liberi l'anticipo è di circa 50°, ma l'istante in cui è nullo il volume dello spazio di espansione anticipa di 90° quello in cui si annulla il volume dello spazio di compressione (La macchina di Stirling - Vincenzo Naso).
Aumentando l'astrazione del modello del motore si arrive ad osservare un "onda" che "stranamente" è caratterizzata da velocità e pressione sfasate di 90°.

Originariamente inviata da rampa

il motore Stirling parte con due grossissimi handicap, cioè il movimento a pistoni e l'uso del gas.

Quello dei pistoni è un movimento lineare ed è gravato pertanto da importanti attriti per loro natura ineliminabili, cioè quello tra pistone e cilindro e quello delle bielle e dei meccanismi che regolano i movimenti delle valvole.

L'uso del gas, come elio, azoto o altri, costituisce un grosso svantaggio perché l'escursione volumetrica che si verifica con questi gas alle temperature d'uso dei vari motori Stirling attuali, è di molto inferiore dell'escursione volumetrica che si verificherebbe usando gas termodinamici che si condensano alle normali temperature di raffreddamento, cioè a circa 50-70°.

A mio avviso hai (molto) poco chiaro il funzionamento del motore Stirling...
1° se un motore è ben progettato e realizzato con materiali adatti gli attriti non sono un problema
2° il motore Stirling non ha valvole e neppure "meccanismi che regolano i movimenti" delle stesse...
3° l'uso di gas che condensano alla temperatura di raffreddamento ha solo enormi svantaggi, primo su tutti la fluidità di un liquido è enormemente inferiore della fluidità dello stesso allo stato gassoso, secondariamente (ma di eguale importanza) un gas non condensa all'istante ma gradualmente bloccando per un certo tempo la temperatura del fluido, allo stesso modo un liquido non passa allo stato di gas all'istante, questo comporterebbe un movimento molto irregolare del motore con enormi problemi meccanici
Ti sei mai chiesto perché i motori a vapore (ad esempio le vecchie locomotive a carbone) non condensano il vapore prima dell'espulsione dal cilindro?

Saluti a tutti e buon due giugno
Dino

quindi la fasatura a 90° è stata scelta convenzionalmente?

Se con convenzionalmente non intendi arbitraria, sì.
Se realizzi il motore con lo sfasamento di 90° sono buone le possibilità che funzioni, ma potrebbe andare meglio con 75°.