Discussione: Stirling o ORC

"...mi aveva fuorviato il fatto che Nuke avesse chiesto quale fosse meglio tra un fotovoltaico e uno a concentrazione."

Ecco !!! adesso dai la colpa a me!! ...

:-)

a parte gli scherzi, apriamo la discussione sul bryton è interessante da valutare soprattutto il rendimento

Il turbogruppo automobilistico è idoneo, perchè devi tenere conto anche dell'aumento di densità legato al raffreddamento dopo l'espansione. LE due macchine sono già dimensionate per la stessa portata di gas alle diverse temperature. Solo che normalmente i Beta a regime sono più bassi. Diciamo che un buon motore industriale gira con un Beta di 2,5. E ovviamente essendo il Beta legato alle velocità periferiche non possono superarlo pena il fuori giri distruttivo.
D'altronde non potresti comunque spingerti di più anche per ragioni termodinamiche. Analizzando il tuo calcolo di qualche post addietro, non l'ho rifatto e d'altronde subito non me ne ero neanche accorto, noterai che con un rapporto di espansione di 5 arrivavi ad una temperatura di fine espansione di 198 K. Ora, perchè il ciclo dia un lavoro positivo, devi poter raffreddare il fluido tra espansione e compressione, così come nel ciclo pressurizzato devi riscaldare l'aria prima di riespanderla.
Questo vincolo sembra banale, ma avendo a disposizione per raffreddare solo l'aria ambiente o al più l'acqua di un ruscello, ecco che questo ti limita l'escursione di temperatura e con esso il Beta del ciclo.
Come in tutti i cicli brayton, fissate le temperature massima e minima, esisterà un Beta di massimo rendimento ed uno di massimo lavoro.
Sono sicuro, da quanto visto nei post precedenti, che adesso che ti ho indicato la via saprai calcolarli con le formule classiche.
Tieni presente anche che le due macchine rotanti, essendo legate meccanicamente, in un certo senso sono autoregolanti. Se i lcompressore non ce la fa la portata nella turbina si abbassa perchè cala il grado di vuoto a valle che crea il Dp che in definitiva muove la portata attraverso la turbina.
Nella realtà, essendoci un motore che emette gas in pressione, non succederebbe altro che un aumento leggero della contropressione allo scarico. MA questa forza la portata e la turbina aumenta di giri, aumentando i giri aumenterà il Beta del compressore ed il tutto si adeguerà. Perlomeno finchè l'aumentata velocità non te lo fa esplodere.
Mi preoccupa di più il come tirare fuori la potenza dall'alberino del turbo che gira a centinaia di migliaia di giri.
Una possibile soluzione sarebbe recuperare un gruppo turbo-compound da un motore industriale. Ovviamente ha già il giunto ad ingranaggi o idraulico attaccato alla turbina. Ti segnalo i motori da camion scania. Che ce l'hanno.
Ma non so se esiste un mercato dell'usato per questi motori. Di sicuro si trovano i ricambi, ma costano cari...

Nel Brayton in depressione, i raccordi del gas vengono fatti secondo lo schema indicato in A oppure in B ? Grazie !

http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1274959045


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Assolutamente secondo lo schema A. Anche se concettualmente dovresti invertire le proporzioni delle due macchine. Infatti il gas che passa nella turbina ha un volume specifico maggiore per via della temperatura alta.
Il raffreddamento intermedio nel Brayton in depressione ha la funzione che nel Brayton in pressione ha lo scambiaotore caldo. Il ciclo infatti dà un lavoro positivo solo perchè il lavoro assorbito dal compressore è minore di quello dato dalla turbina. Essendo il DeltaP unguale sulle due macchine, questo può succedere solo se il flusso gassoso in esse è a densità molto diversa.
Perchè a parità di sezioni della macchina la maggiore portata volumetrica nella turbina comporta velocità di efflusso superiori che scambieranno con le palette che la deflettono/espandono quantità di moto maggiori di quelle che devo cedere alla corrente fredda che passa nel compressore per innalzarne la pressione. Così come lo scambiatore caldo crea una differenza di densità scaldando la corrente compressa, così il raffreddatore, nel ciclo in depressione, crea la differenza di densità delle correnti perchè il ciclo dia un lavoro positivo.
In un motore a pistoni il principio fisico è diverso ma l'effetto lo stesso.
La differenza di densità delle due correnti autorizza pistoni di diametro differente a pari portata tra compressore ed espansore. La differenza di superficie (o di corsa che è lo stesso) fa sìche il lavoro raccolto dall'espansore sia maggiore di quello assorbito dal compressore.
E quei motori che funzionano con volumi di compressione ed espansione uguali, tipo ciclo diesel teorico da libro di scuola?
Forse si muovono per opera dello spirio santo?
No, di nuovo il principio fisico è diverso ma l'effetto è lo stesso.
La differenza di densità tra le due correnti fa si che a pari volume e corsa l'evoluzione del fluido nell'espansore si svolge a pressioni si decrescenti, ma con una legge meno ripida di quella con cui sale nel compressore. Questo da un delta di lavoro positivo. Ovvio che ci sarà una perdita di potenziale lavoro, detta perdita triangolare, per il fatto che il fluido viene scaricato quando ha ancora una pressione superiore alla atmosferica.

Grazie Stranamore ! Lo supponevo, ma mi era venuto un dubbio...
Assimilavo il Brayton in depressione alle turbine di vapore in depressione oggi usate nelle centrali termoelettriche e definite vantaggiose per minor inquinamento calorico delle acque.

Originariamente inviata da Stranamore

...Mi preoccupa di più il come tirare fuori la potenza dall'alberino del turbo che gira a centinaia di migliaia di giri.
Una possibile soluzione sarebbe recuperare un gruppo turbo-compound da un motore industriale. Ovviamente ha già il giunto ad ingranaggi o idraulico attaccato alla turbina. Ti segnalo i motori da camion scania. Che ce l'hanno.
Ma non so se esiste un mercato dell'usato per questi motori. Di sicuro si trovano i ricambi, ma costano cari...

Una soluzione potrebbe essere non accoppiarlo con nulla, montarci sopra un volano il + leggero possibile in modo che non crei vibrazioni con una bella serie di magneti permanenti da far passare di fronte a tante belle bobine...
un po' difficile da equilibrare ma sicuramente meno costoso.

Caro Nuke, l'idea è così buona che ci stanno lavorando in tanti. Ma non è così semplice. PErchè la forza centrifuga a quelle velocità è enorme ed i magneti hanno una resistenza meccanica da schifo.
Una possibile soluzione l'ha messa in pratica una delel aziende che oggi fornisce il Kers alle F1. Hanno brevettato una dispersione di particelle magnetiche all'interno di un materiale composito molto resistente che tiene la forza centrifuga. Comunque è una bella sfida tecnologica.
Il concetto però è validissimo. Tanto che anche il Centro Ricerche Fiat ha presentato anni addietro ad un importante salone un prototipo di turbocompressore elettro assistito in grado di generare energia elettrica.

Non sapeva che era un'impresa impossibile e per questo ci è riuscito.

Cavolo se non me lo dicevi!

Comunque
Apro una nuova discussione per il Bryton
Per il Kers mai disperare. :-)