Discussione: motore stirling o turbina

salve, un motore stirling dato il scarso uso costa caro ma non giustifica il costo di costruzione,é relativamente facile si tratta di due pistoni sfasati e valvole,perché pagarlo migliaia di euro?? e il suo rendimento??
Se paragoniamo uno stirling da 10kw ad una turbina a vapore equivalente quale rende di piu??
so che un impianto a vapore é molto piu complesso e che le turbine costano.
Ipotiziamo di avere una caldaia da 100.000kcal\h per produzione acqua calda alimentata a truccioli di legna con bruciatore (gasogeno) la fiamma in usita é di circa 1000-1300 gradi quanto renderbbe? sapendo che la legna a un potere calorifero di circa 3.000 kal\kg é l'impianto funzionerebbe 15 ore giorno. modificando la caldaia con l'aggiunta di un circuito per la produzione di vapore sia dentro il bruciatore che nella caldaia,basterebbe una serpentina di acciaio con un circuito d'acqua in pressionecon una pompa di pressurizzazione,in modo da inalzare la temperatura di ebolizzione,poi con uno scambiatore con un circuito in pressione e l'altro no si produrrebbe vapore da mandare alla turbina, poi condensato rafreddandolo tornerebbe in circolo nello scambiatore ovviamente con tutte le protezioni neccessarie valvole pressostati ecc,si potrebbe anche utilizzare un sistema simile per lo stirling in modo da portare calore al pistone con acqua pressurizzata. Ovviamente uno stirling classico é meno complesso, ma il suo rendimento??, é uguale o inferiore (credo io)ad un impianto a turbina,io parlo di inpianti di piccola taglia non superiori ai 50kw elettrici.
Grazie per le delucidazioni

Ciao a tutti

CITAZIONE (buran001 @ 7/11/2005, 01:06)

...un motore stirling dato il scarso uso costa caro ma non giustifica il costo di costruzione, é relativamente facile si tratta di due pistoni sfasati e valvole...

Ciao Buran001 prima di fare confronti tra due motori che fra loro non c'entrano un tubo, cerca di capire come funziona uno stirling...non ha valvole di nessun tipo .

Salutoni
Furio57

Ciao Furio,alcuni modelli che ho visto di piccola taglia avevano 2 valvole meccaniche sincronizzate che durante il funzionamento si aprivano e chiudevano tipo le valvole del motore classico,sicuramente nei motori stirling moderni sono state eliminate o meglio incorporate e funzionanti con i pistoni stessi durante il funzionamento ad aprire e chiudere le due camere comunicanti, una riscaldata e una raffreddata....
Io volevo solo capire quale dei due sistemi rendeva meglio, lo so che i due sistemi non centrano nientema tutti e due generano elettricita' come la cogenerazzione, sotto forma di vari tipi stirling,motoria combustione,turbine a vapore turbine a gas ecc, di norma sono piu utilizzati motori a combustione(generatori al quale recuperano il calore, nella situazione dove serve piu energia elettrica che calore,anche se il rendimento non é ottimale)
"non mi serve capire come funziona un motore d'automobile nelle sue parti tecniche per guidarla" non siamo tutti meccanici,e pure abbiamo la patente"
secondo té per generare corrente,pochi kw da una caldaia a lega cosa conviene?
ciao grazie

CITAZIONE (buran001 @ 7/11/2005, 03:30)

Ciao Furio,alcuni modelli che ho visto di piccola taglia avevano 2 valvole meccaniche sincronizzate  che durante il funzionamento si aprivano e chiudevano tipo le valvole del motore classico,sicuramente nei motori stirling moderni sono state eliminate o meglio incorporate e funzionanti con i pistoni stessi durante il funzionamento ad aprire e chiudere le due camere comunicanti, una riscaldata e una raffreddata....

Ciao Buran001 sono un'altra cosa, non sono stirling. I motori stirling sono a "spostamento d'aria" del tipo alfa, beta, e gamma dove non esistono valvole.

CITAZIONE

Io volevo solo capire quale dei due sistemi rendeva meglio, lo so che i due sistemi non centrano niente, ma tutti e due generano elettricita' come la cogenerazzione, sotto forma di vari tipi stirling,motoria combustione,turbine a vapore turbine a gas ecc, di norma sono piu utilizzati motori a combustione(generatori al quale recuperano il calore, nella situazione dove serve piu energia elettrica che calore,anche se il rendimento non é ottimale)

E' uno sforzo che secondo me non vale la pena di affrontare per svariati motivi.
Le turbine sotto una certa potenza non convengono sia per i costi per la manutenzione, che per l'efficienza. Se ti sembra caro uno stirling figuriamoci una turbina. Per condurre un motore stirling, non è richiesto nessun permesso perchè lavora a pressioni relativamente basse. Al contrario una turbina, una caldaia sotto pressione è potenzialmente una bomba.

CITAZIONE

"non mi serve capire come funziona un motore d'automobile nelle sue parti tecniche per guidarla" non siamo tutti meccanici,eppure abbiamo la patente"

La tua domanda è più assimilabile a quella di un progettista meccanico che ad un automobilista no? L'auto va anche con motori con pessimi rendimenti.

CITAZIONE

secondo te per generare corrente,pochi kw da una caldaia a lega cosa conviene?...

Penso che uno stirling con la "testata" all' inteno dell' ambiente dove arde la fiamma del bruciatore, sia sufficiente.

Salutoni
Furio57

grazie per la risposta,comunque la caldaia non é in pressione é una normalessima caldaia a legna da 100.000kcal\h per uso riscaldamento con bruciatore esterno BCS (bruciatore combustibili solidi a gasificazione) ora li anno cambiato nome,TGF (termogeneratore di fiamma ad effetto gasogeno) nel mio caso funziona a truccioli di legna provenienti da un laboratorio di falegnameria, stoccata in un silos orizzontale a caricamento automatico del bruciatore, funziona come un normale bruciatore a gasolio con termostato,raggiunti i 60°-65° acqua caldaia si spegne per poi ripartire quando la temperatura schende di 5° e il bracere interno al bruciatore puo rimane fino a 4 ore senza funzionare, poi si spegne la bracie,la ditta che nel 92 ha installato l'impianto ora dopo alcuni anni fermo a riaperto 5 anni fa e propone anche impianti di cogenerazione da minimo di
100.000 KCAL\H "la mia" (0,11 MW) a 4000.000 KCAL\H (4,65 MW) con turbine a vapore,ma utilizzano direttamente caldaie generatrici di vapore, invece io la caldaia ce lo gia e non devo generare prevalentemente energia elettrica mi bastano pochi kw non 100 ecco perche chiedevo quale sistema era piu efficente,anche se sono diversi, allora il ferro da stiro é una bomba!!
e pure le pentole a pressione le vendono liberamente,e basta che si inceppa la valvolina e bumm.
Io ho provato con un tubo di rame di piccolo diametro x il gas,piegato a spirale lo infilaro dentro alla caldaia davanti alla bocca del gruciatore e ho fatto uscire le estremita' dal portello di carico manuale della legna,lo collegato al rubinetto dell acqua tramite tubo per il giardino e all usita ricavata con un tappo da idraulico con un foro centrale (ne ho fatti 3 diversi ) fatti da me col trapano a colonna,usiva un getto di vapore con un fischio che se usato al posto della vaporella ti buca i vetri e le piastrelle !! basterebbe costruire una piccola rurbina e come inizzio non cè male,ovviamente é tutto campato in aria,il rame si é deformato perché sottile basta utilizzare una sepentina di acciaio, il probleme é la turbina, ho provato ad mettere davanti al getto un alternatore da auto con saldato sulla pulegia delle striscette diferro a 45° e gira, (provato prima con aria compressa)ma accende a malapena una lampadina da 12v 5wt (era solo per esperimento) ovvio che non sono ingrado di costruirne una,non ho ne tornio ne fresa a controllo numerico !!! ma ho trovato una ditta che ne costruisce anche di piccole su richiesta ora devo contattarla per info, anche se lo stirling mi sa che fa piu al caso mio, solo che costa un botto e non é fatto d'oro anche se credo sia piu sicuro ed affidabile e poca manutenzione sai chi li vende a un prezzo modico,io non mi ci metto perché non so da dove partire,va a finere che perdo tempo soldi e non fa neanche 1 WT, io con il vapore forse l'ho fatto e in un giorno!! bisognerebbe avere i disegni tecnici e progetti e un minimo di conoscenza, non credo che possa funzionare con ad esempio due testate a singolo pistonedi motore a scoppio collegate tra loro con un tubo e accopiate meccanicamente a 90°,credo che i pistoni siano realizzati appositamente e progettati
per questo scopo.
ciao
grazie

Effettivamente una caldaia monotubo al posto di un boiler e decisamente più sicuro. Al massimo se hai una perdita avrai solo un getto violento di vapore che si disperde all'interno della caldaia e se mai dovesse accadere, puoi intervenire chiudendo semplicemente il flusso d'acqua che passa per la serpentina per risolvere il problema in breve tempo. Non può eplodere tutto il tubo. l'importante e non essere troppo vicino a quel getto perchè ti ustioneresti.
L'esperimento che hai fatto è giusto ma dovrai pensare anche a un ciclo chiuso se non vuoi trovarti a consumare litri e litri d'cqua. C'è da considerare anche questo perchè se realizzi un ciclo chiuso il sistema diventa legermente più complesso in quanto dovrai prevedere la parte del circuito che provvederà a raffreddare e condensare il vapore per poi rimandarlo a mezzo di una pompa all'interno della caldaia.
Il tutto dovrà essere dimensionato in base al consumo della turbina o motore a vapore il che credo non sia così semplice.
Tempo fa ho relizzato questo tipo di caldaia anch'io per provare un motore di un tosaerba che avevo convertito a vapore.Poi l'ho solo sperimentato ad aria compressa e funzionava benissimo. Il motore è ancora lì nella mia cantina perchè mi sto cimentando con uno stirling. Ma non ho abbandonato l'idea di un motore a vapore. Ho un idea che mi balena per la testa e in questi giorni inizierò a lavorarci in parallelo con l'altro motore. Avere a disposizione una fresa e un tornio ti permette di fare molte cose.
Saluti

ciao,si l'idea del circuito chiuso l'avevo citato all inizio, é ovvio che cosi diventa piu pericoloso,per fare un ciclochiuso normale basta un radiatore dove dentro passal'acqua di raffreddamento e io ne ho tanta e freddissima e gratis il vapore in usita dallaturbina sarebbe a bassa pressione passando attraverso il radiatore condenserebbe,cadendo in una vasca sottostante poi con un gallegiante "da cesso"utilizzato per il rabbocco,una pompa che pesca e spingel'acqua in caldaia,sarebbe meglio utilizzare acqua distillata,se no sai che incrostazzioni !!

IO volevo fare un circuito primario pressurizzatomediante polmone pompa da idropulitrice,piu pompa per la circolazzione in modo da portare il punto di ebolizzione dell acqua il piu in alto possibile (oltre i 100°) o utilizzare un altro liquido non infiammabile, poi con uno scambiatore da un lato ad alta pressione e laltra a bassa genererei il vapore col circuito sopra citato,facendo cosi si farebbe vapore ad una temperatura piu alta con un rendimento migliore.

Sullo stirling a quello che ho capito,il pistone riscaldato la parte superiore non comunica con niente é stagna,la parte posteriore comunica con la parte anteriore del pistone freddo,per facilitare il raffreddamento dell aria bisognerebbe raffreddare ad acqua anche il tubo comunicatore oltre che il pistone freddo,il pistone freddo dal lato posteriore comunica col'lato posteriore del pistone caldo(non in quello in foto,ma in un altro modello che ho vistodi taglia piu piccola),dunque ci sono 3 camere e 2comunicanti e quella in foto una stagna dunque nella foto ci sono 4 camere,i due pistoni sono accoppiati a 90°
da notare nella foto che c'é un circuito di raffreddamento ad acqua che raffredda anche la parte infreiore del pistone caldo,forse per non scaldare troppo tutto il corpo motore che scalderebbe anche il pistone freddo tale circuito di raffreddamento é collegato mediante flessibile al circuito di raffreddamento pistone freddo, dove credo ci sia l'attacco dell'entrata acqua poi passa tramite il flessibile al circuito inferiore pistone caldo e uscita,io raffrederei anche il tudo di collegamento aria o elio tra i pistoni,da notare che cé anche un rubinettino che serve a regolare la pressione della camera centrale (bielle) con la camera posteriore pistone caldo,la camera centrale é dotata anche di manometro esterno,si vede su un altra foto non schematica


Attached Image

foto

Attached Image

foto di un modello simile ma diverso ,manca rubunetto per il collegamento tra camera posteriore pistone caldo e camera centrale,forse questo é a 3 camere e il subunetto difianco al manometro serve per pressurizzare la camera centrale o per far circolare l'acqua in mezzo booo, manca anche circuito di raffreddamento pistone freddo, credo che sia un modello vechio o sperimentale ho anche la foto dell altro lato ma non cé niente



Edited by buran001 - 9/11/2005, 03:03

CITAZIONE (buran001 @ 8/11/2005, 22:00)

.... se lo stirling mi sa che fa piu al caso mio, solo che costa un botto e non é fatto d'oro anche se credo sia piu sicuro ed affidabile e poca manutenzione sai chi li vende a un prezzo modico,io non mi ci metto perché non so da dove partire,va a finere che perdo tempo soldi e non fa neanche 1 WT, io con il vapore forse l'ho fatto e in un giorno!! bisognerebbe avere i disegni tecnici e progetti e un minimo di conoscenza, non credo che possa funzionare con ad esempio due testate a singolo pistonedi motore a scoppio collegate tra loro con un tubo e accopiate meccanicamente a 90°,credo che i pistoni siano realizzati appositamente e progettati
per questo scopo.
ciao
grazie

Ciao, ho letto le tue interessanti considerazioni:

In effetti Il principale problema di essere indipendenti energeticamente spendendo poco nulla, avendo una casetta un po' di posto e un tantino di fantasia, è che è "facile" ed "economico" (RELATIVAMENTE) produrre CALORE, mentre lo è MENO produrre corrente elettrica.

Per capire il mio discorso pensate ad un pannello solare per fare acqua calda, che si può fare anche con dei vecchi serramenti con doppio vetro in alluminio, con un fondo fatto con un pannello isolante pitturato di nero, nella quale si fa passare un tubo di gomma da giardino pieno di paraflù che scambia calore in un vechio scaldabagno pieno d'acqua ...

Un pannello FOTOVOLTAICO invece è molto più costoso...e comunque meno intuitivo da realizzare in casa.

Ed il grosso problema è che TUTTE le caldaie, tra bruciatori pompe ventole e termostati, necessitano comunque di energia elettrica....
percui in caso di blackout...anche con tonnellate di olio,legna, gas o altro...resto al freddo oltre che al buio.

Una splendida soluzione sarebbe questo stirling...basta infilargli una testata nel camino... ed ecco l'energia elettrica.. ma pare che non sia FACILISSIMO riprodurlo...essendo una tecnologia un po' dimenticata.

Un' idea, visto che hai avuto tanto successo nella produzione di vapore, potrebbe essere incanalarlo in una turbina derivata da un turbocompressore di auto o camion , che azioni un' alternatore.

Questi due componenti, e gli altri che possano essere necessari li puoi trovare facilmente di recupero da un demolitore!

Studiatela!

ciao
peccato che ci vogliano delle riduzioni per l'accoppiamento perchè un turbcompressore tirato può girare anchje a 180000 giri/min
ciao

Ciao a tutti
Volevo chiarire un po' le idee visto che si parla di diverse "camere" nel motore stirling gia' proposto da me diverse volte e riproposto dall'amico Buran001. Il rubinetto serve per bilanciare il gas introdotto nel motore tra il pistone motore, il displacement ed il carter. Il costo di questo stirling e' dovuto anche per l'assoluta tenuta delle varie parti. Dovrebbe lavorare con una pressione all'interno del motore di circa 5 Bar, generando una potenza vicina a mezzo kilowatt. Per chi vuole rendere le cose piu' semplici puo' usare aria a pressione atmosferica senza avere il carter sigillato, con cilindrata maggiorata e al limite anche con bielle a "vista".

Come su questo modello gia' proposto di Uwe Molch.



Un altro stirling realizzato da un motore di una vecchia falciatrice Briggs & Stratton a quattro tempi. QUI

Salutoni
Furio57

Edited by Furio57 - 9/12/2005, 04:08

CITAZIONE (marcomato @ 8/12/2005, 14:12)

Un' idea, visto che hai avuto tanto successo nella produzione di vapore, potrebbe essere incanalarlo in una turbina derivata da un turbocompressore di auto o camion , che azioni un' alternatore.

Questi due componenti, e gli altri che possano essere necessari li puoi trovare facilmente di recupero da un demolitore!

Studiatela!

Ciao!
Hai provato a fare qualche prova?
Io avevo avuto la stessa idea ma di turbine non ne capisco molto.
Altri ci hanno provato ma hanno avuto problemi di lubrificazione dell'albero.

Saluti.

PS: Secondo me nel forum manca una sezione sui motori a combustione interna e turbine... modifiche ed idee in questi settori sono velocemente applicabili ed anche economiche credo.

QUOTE (marcomato @ 8/12/2005, 14:12)

...il grosso problema è che TUTTE le caldaie, tra bruciatori pompe ventole e termostati, necessitano comunque di energia elettrica....
percui in caso di blackout...anche con tonnellate di olio,legna, gas o altro...resto al freddo oltre che al buio...

Ciao a tutti
Ciao marcomato bentrovato! se hai una stufa o caldaia calda, calda e vuoi corrente c'e un' altra soluzione gia' postata

http://www.forumcommunity.net/?t=2118104

Salutoni
Furio57

CITAZIONE

Ciao a tutti smile.gif
Ciao marcomato bentrovato! se hai una stufa o caldaia calda, calda e vuoi corrente c'e un' altra soluzione gia' postata

http://www.forumcommunity.net/?t=2118104

Salutoni
Furio57 biggrin.gif

si con che rendimento....del 5% ???

GRAZIE PER IL BENVENUTO FURIO...

Riguardo all' effetto SEEBEK...mi hai tolto "i tasti di mano" in quanto stavo per nominarlo!

In teoria un pannello seebeck si può fare con un cartone e filo di rame e ferro... il problema è che ha una resa veramente culo!

Ma se c'è tanto calore disponibile e poca energia richiesta...

Edited by marcomato - 10/12/2005, 17:18

CITAZIONE (abolasound @ 10/12/2005, 11:21)

...si con che rendimento....del 5% ???

Ciao a tutti
Ciao Abolasound bentrovato! E' gia' qualcosa è comunque energia recuperata che altrimenti andava persa, se conosci una soluzione migliore postala!

Salutoni
Furio57

Ciao. Se hai una fiamma il vapore è la cosa più semplice e più logica da realizzare... i vecchi treni erano a vapore e già i primi avevano rendimento vicino al 10%.. attento però.. se porti un contenitore chiuso con dentro dell'acqua a 120 gradi la pressione sale a 3 bar e con pochi gradi in più sale oltre 20 bar..
Visto che hai già inserito un tubo di rame in caldaia ci sarebberero tante soluzioni... ma bisognerebbe vedere dal vivo...!
Ti dico solo che io sono riuscito a far girare un motore pneumatico ponendolo tra 2 bombole di butano..una in acqua calda e una in acqua fredda!!!..

ciao
e se invece di un bollitore utilizzasse una pompetta che ogni tot giri della turbina sporuzzasse dentro tot cc di acqua?
cosi da potere utilizzare la maggire pressione senza pericolo di esplosioni
ciao

mamma mia.. qua da un argomento ne stiamo tirando fuori 5!

Seebeck: continuiamo a parlarne nell' argomento linkato sopra:

Capirosca: Stirling a butano? Interesting... ma se il "monoblocco" non è in pressione non perdi il gas dalle fasce? o il gas lo riaspiri da li per accender un fornello per scaldare l'acqua che scalda la bombola... che alla fiera del GAS per tre soldi mio padre comprò?

Vapore: per lubrificare l'alberino di una turbina da auto, credo basti una bottiglia d' olio messa in alto con un tubicino che gocciola...in un' altro tubicino che va in un' altra bottiglia. Basta invertirle a clessidra, e hai il "flusso" d'olio.

Oppure dall' auto smonti anche la pompa olio...che però ha una portata spropositata per il solo alberino...

Il fatto che una turba in un motore giri a migliaia di giri e a temperature-pressioni molto elevate... fa si che se la "giriamo" con un getto di vapore a 3 atm/120 C° non c'è pericolo che si rompa...

per quel che riguarad le "riduzioni"... penso che una coppia di pulegge (di cui una gia la trovi attaccata all' alternatore) non sia difficile da trovare ad un recupero.

Quel che mi chiedo è: l'acquedotto ha circa 3 atm dopo il riduttore e circa 7a monte ( che io sappia )... per cui puoi attaccarlo tranquillamente alla serpentina in caldaia. Ma con tutto il vapore che esce dalla turbina a bassa pressione poi che ci fai? lo interri e coltivi avocados a Merano.. o ci fai un impianto termale?

Edited by marcomato - 12/12/2005, 12:33

ciao
bella l'idea degli avocados
comunque gia che ci siamo perche non aggiungere all'albero dell'alaternatore una puleggia,o una cornoa per fare girare una micropompetta che spruzzi nella caldaia tot cc di aqua ogni tot giri dell'alternatore e della turbina quindi il vapèore dopo essere passato dentro la turbina e andato a bassa pressione fralo entrare in 2 radiatori da auto in serie immersi dentro a una bella botte di acqua per farlo condensare, e il ciclo ricontinua senza buttare nel pattume acqa che si può bere
gia che ci sono vi dico che su ebay se cercate trurbine troverete delle piccole turbine per la smart diesel a basso prezzo
ciao

...della serie svuotiamo il demolitore!

E' che non so bene se ha la "tenuta" di una banale pompa acqua da auto sia tale da tirare su l'acqua da un serbatoio e spingerla nel vaporizzatore con la stessa pressione dell' acquedotto... (almeno 3 atm)
Ovvero, non deve avere ritorno, nel senso che il vapore deve fare il giro forzatamente e non mettere in pressione tutto il circuito.
Basterà mettere una pompa adatta, (non credo serva sparare l'acqua dentro con l'idropulitrice) tenendo un po' di metri di tubo con acqua condensata fuori dalla caldaia in modo che faccia da tappo...

ciao
ci vorrebbe una pompetta tipo a ingranaggi o con un piccolo pistyoncino con alesaggio tipo 1 cm,basterebbe mettere una valvola di non ritorno nell'entrata alla caldaia oltre alla pompa che non fa passare il vapore!!!
ciao

ciao capirosca
ma a quanti gradi sale a 20 bar?
per esempio una parabola di 2 metri di dimetro arrivera sicuramente a 250 gradi per non dire di più,quindi se mettiamo che si facciano evaporare piccole parti di acqua per volta che pressione si potrà raggiungere?
ciao

mi pare che non si sia risposto poi alla domanda originaria.
siccome mi pare interessante, almeno a me interessa e molto, provo a riformularla in modo più puntuale..

il teorema di carnot stabilisce che l'efficienza del motore è funzione della differenza di temperatura: maggiore differenza di temparatura, maggiori kw termici trasformati in (lavoro e quindi) kw elettrici.

da un pv teorico che io sappia stirling e turbina/rankine pari sono.
da un pv pratico:
- con quale motore, a tecnologia attuale, è possibile raggiungere temperature più alte? stirling (alfa, beta, gamma) o turbina?
- a parità di differenza di temperature quale motore si avvicina di più al rendimento teorico massimo del teorema di carnot?

e aggiungo:
quale motore è più elastico, in grado cioè di funzionare con buoni rendimenti a differenzetemperature diverse (mettiamo 'lato freddo' 60C lato caldo 500c -> 'lato freddo' 60C lato caldo 2000c)

ps:
a chi mi dovesse consigliare come risposta di comprarmi il prox libro sugli stirling, come mi è successo altrove, rispondo subito che ho intenzione di comprarlo:questa non vale come risposta

Edited by cirowsky - 18/5/2007, 02:43