Discussione: aumentare rendimento motore a scoppio attraverso motore stirling?

salve..sicuramente è una cavolata, ma vorrei comunque sottoporvi questo pensiero che ho in testa...e che mi è venuto da questo thread: http://energierinnovabili.forumcommunity.net/?t=6003990

sarebbe possibile aumentare la resa di un motore a scoppio associandovi un motore stirling che funziona come refrigeratore? cioè: il motore a scoppio funziona e si scalda. per raffreddarlo, metto un motore stirling: la 'piastra calda" sul motore, la piastra fredda su degli alettoni o altro sistema refrigerante.

come sottoprodotto della refrigerazione ho energia meccanica...che trasormo in energia elettrica e che posso riutilizzare per aiutare il (o: al posto del) motore a scoppio?


ipotizzando per entrambi i motori una resa del 25% del calore (casomai i numeri li affiniamo dopo)..
il motore a scoppio trasforma il 25%
lo stirling trasforma il 25% del restante 75%, cioè circa il 18%
rendimento tot: 43%, al 'lordo' dell'energia dissipata dal trasformatore, che non conosco e che quindi non ho considerato


se funziona mi date qualcosa? (però se non funziona non datemi di bischero!)


ciao, grazie
Ciro

non dici bischerate.
La BMW ha già fatto un prototipo recuperando il calore dai gas di scarico con un sistema a "vapore", dichiarano, col quale sono riusciti ad aumentare le prestazioni di 15% in potenza e 18% in copia.
Ma non saprei dirti se è un sistema stirling o meno. Non credo sia a vapore acqueo perchè non penso che la BMW dica al cliente di fare il pieno di acqua osmotica o simili.No?
Saluti
Gustavo

QUOTE (cirowsky @ 29/4/2007, 06:15)

come sottoprodotto della refrigerazione ho energia meccanica...che trasormo in energia elettrica e che posso riutilizzare per aiutare il (o: al posto del) motore a scoppio?

ciro,
comunemente, nei Stirling, per refrigenerazione si intende il ciclo invertito, cioe tu dai energia meccanica e ricevi calore refrigerante.
Nel caso che proponi il motore lavorrera proprio da motore, consumando calore e producendo energia meccanica.
Il problema e, che alimenti il motore Stirling con calore di scarto, con poca delta t , e in questo caso i rendimenti scendono molto, sia in teoria che in pratica.
Poi, anche il motore a scoppio, essendo una macchina termica, ha bisogno di una differenza di temperatura, per lavorare, quindi non si puo aumentare la temperatura della parte raffreddata ( 80 - 90 gradi). I gas di scarico portano calore pon temperatura maggiore, ma piccola pecentuale.
Resta dunque il calore dell'acqua nel radiatore, e con una differenza di 60 gradi avrai efficenza verso i 8% .

bhe meglio poco che niente.
applicato al motore di un camion da 600 cv ci sono quasi 50 cv in piu.... senza sprecare un goggio di carburante

QUOTE (tamerlano @ 30/4/2007, 14:58)

bhe meglio poco che niente.
applicato al motore di un camion da 600 cv ci sono quasi 50 cv in piu.... senza sprecare un goggio di carburante

non direi, perche:
il motore supplementare Stirling non e gratis, costa abbastanza, poi pesa e non pocho, quei 50 cv forse andranno per trasportarlo, e ci vuole anche posto.

Credo che il motore a combustione interna sia antiquato.
Meglio una cella a combustibile (solo a idrogeno? NO, anche idorcarburi!) e un motore elettrico. Tutto più efficiente.

vallo a dire a chi produce motori a combustione,sono sicuro che ti ascolteranno moooolto interessati.

cmq per il fatto che lo stirling pesi , non credo che si rimangi la potenza erogata.
sarebbe solo un punto di partenza per far si che la tecnologia venga in aiuto di chi vuole produrre stirling

CITAZIONE (impazzitoinvolo @ 30/4/2007, 10:26)

non dici bischerate.
La BMW ha già fatto un prototipo recuperando il calore dai gas di scarico con un sistema a "vapore", dichiarano, col quale sono riusciti ad aumentare le prestazioni di 15% in potenza e 18% in copia.

uso questa tua notizia alla fine

CITAZIONE (malibus @ 30/4/2007, 11:33)

comunemente, nei Stirling, per refrigenerazione si intende il ciclo invertito, cioe tu dai energia meccanica e ricevi calore refrigerante....
Resta dunque il calore dell'acqua nel radiatore, e con una differenza di 60 gradi avrai efficenza verso i 8% .

la cosa che intendevo dire, era appunto di utilizzare il calore che viene disperso con la refrigerazione: inserire cioè lo stirling fra il motore a scoppio e il radiatore.
e se si provassero a fare dei pistoni molto larghi? nella wikipedia inglese suggeriscono di aumentare il volume del gas scambiato per ovviare al probelma della resa: un motore più grande che rende meno.

potrebbe tornare così?

CITAZIONE (tamerlano @ 30/4/2007, 14:58)

bhe meglio poco che niente.
applicato al motore di un camion da 600 cv ci sono quasi 50 cv in piu.... senza sprecare un goggio di carburante

se impazzito in volo ha ragione, si potrebbe (anzi: potrebbero) recuperare anche il calore del radiatore: aggiunto ad un 15% - 18% è già qualcosa

Saluti a tutti:
Ho trovato un articolo che parla proprio di questo, le prestazioni sembrano promettenti ma non dice se è una turbina a vapore o un motore stirling.
Come avevo previsto la BMW non prevede il rabbocco dell'acqua, parla di un motore a espansione ma non so che motore sia e sopratutto recupera il calore sia del radiatore e del gas di scarico.
Eccovi i link:
Articolo
Link dello schema di principio:
Impianto

Ricordiamoci che la Ford aveva fatto negli anni 30 un'auto motorizzata solo a stirling, si chiamava Ford T o Ford Torino.Qualcuno ha per caso le caratteristiche? Ho cercato dappertutto e non sono riuscito a trovare nulla.

Saluti a tutti

Gustavo

QUOTE (cirowsky @ 1/5/2007, 04:00)

la cosa che intendevo dire, era appunto di utilizzare il calore che viene disperso con la refrigerazione: inserire cioè lo stirling fra il motore a scoppio e il radiatore.

cirowsky,
non puoi inserire niente fra il motore a scoppio ed il radiatore, perche cosi diminuisci la differenza di temperatura che ci vuole per un lavoro normale di questo motore. Come risultato l'efficenza del motore diminuera, il ciclo di Carnot e valido per tutte le macchine termiche.
SI puo invece sfruttare la parte di energia termica che esce con i gas di scarico, come fanno alla BMW. Poi c'e l`energia cinetica dei gas di scarico, che gia viene sfruttata dal turbocompressore, cioe viene recuperata parte dell'energia corrispondente al lavoro del motore a scoppio come compressore.

impazzitoinvolo, la Ford Torino fu equipaggiata con motore stirling nel 1975-77. Questo progetto nacque con la partecipazione della Philips, che lavorava sul motore 4-215DA.
Alcuni dati: 125 kW, 4000 giri/min, coppia 500 Nm, pressione 20 MPa. I problemi a quel stadio furono la consumabilita degli anelli di tenuta, imperfezioni della testata calda, sistema di regolazione potenza instabile ed altri.. puoi trovare piu informazioni nel libro di J. Walker.

QUOTE (malibus @ 1/5/2007, 15:22)

impazzitoinvolo, la Ford Torino fu equipaggiata con motore stirling nel 1975-77. Questo progetto nacque con la partecipazione della Philips, che lavorava sul motore 4-215DA.
Alcuni dati: 125 kW, 4000 giri/min, coppia 500 Nm, pressione 20 MPa. I problemi a quel stadio furono la consumabilita degli anelli di tenuta, imperfezioni della testata calda, sistema di regolazione potenza instabile ed altri.. puoi trovare piu informazioni nel libro di J. Walker.

Ottimo, credevo che fosse molto più vecchia, se avessero avuto a quei tempi le tecnologie di oggi credo che quel motore avrebbe potuto dire la sua.
Comunque 125Kw sono davvero tantini, io avevo un 2000 16V benzina che sviluppava 112Kw. Guarda i generatori stirling da parabola solare, li garantiscono 20'anni.
Saluti
Gustavo

Abbinare un motore Stirlig supplementare complicherebbe molto l'azionamento dele ruote, non e facile come la turbina a vapore.
Nei Stirling e molto difficile variare la potenza erogata - fatto molto importante per la dinamica un'automobile. Si agisce sulla pressione di lavoro, per variare questa potenza. Questo vuole dire pompe ad alta pressione, accumulatori, distributori..

Nell'applicazione solare a concentratore abbiamo meno dinamica e Stirling si sente meglio, e brucia energia solare, alta efficenza e cogenerazione di acqua calda.

Per uso automotivo, io vedo una soluzione ibrida, un motore Stirling che lavora a regime costante generando energia elettrica sul posto, e un sistema elettrico a batterie come azionamento principale.

QUOTE (malibus @ 1/5/2007, 21:20)

Per uso automotivo, io vedo una soluzione ibrida, un motore Stirling che lavora a regime costante generando energia elettrica sul posto, e un sistema elettrico a batterie come azionamento principale.

Sicuramente! Ma la cosa migliore in assoluto, ormai me la sogno di notte, batterie per la trazione principale alimentate da Stirling a regime on demand scaldato da biodiesel o bioetanolo... o ancor meglio direttamente a olio di semi o ancor meglio olio da alghe(la produzione di olio da alghe e molto più efficace anche 20 volte a parità di superficie coltivata). Pensate che non ci sarebbero incrementi di co2 da combustibili fossili in atmosfera perchè le stese piante si servono giusto della quantità di CO2 che queste auto rilasciano.
Scusate se sogno troppo ma spesso penso al ambiente e purtroppo ci sono troppi interessi del caro petrolio e del caro presidente d'oltreoceano.
Saluti
Gustavo

CITAZIONE (impazzitoinvolo @ 1/5/2007, 22:03)

CITAZIONE (malibus @ 1/5/2007, 21:20)

Per uso automotivo, io vedo una soluzione ibrida, un motore Stirling che lavora a regime costante generando energia elettrica sul posto, e un sistema elettrico a batterie come azionamento principale.

Sicuramente! Ma la cosa migliore in assoluto, ormai me la sogno di notte, batterie per la trazione principale alimentate da Stirling a regime on demand scaldato da biodiesel o bioetanolo... o ancor meglio direttamente a olio di semi o ancor meglio olio da alghe(la produzione di olio da alghe e molto più efficace anche 20 volte a parità di superficie coltivata). Pensate che non ci sarebbero incrementi di co2 da combustibili fossili in atmosfera perchè le stese piante si servono giusto della quantità di CO2 che queste auto rilasciano.
Scusate se sogno troppo ma spesso penso al ambiente e purtroppo ci sono troppi interessi del caro petrolio e del caro presidente d'oltreoceano.
Saluti
Gustavo

un po' offtopic
io sul biodisel da alghe sto raccogliendo informazioni...parto dall'idea che ci si può lavorare già da oggi, guardiamo se è così

QUOTE (cirowsky @ 2/5/2007, 12:14)

un po' offtopic
io sul biodisel da alghe sto raccogliendo informazioni...parto dall'idea che ci si può lavorare già da oggi, guardiamo se è così

Segui le tracce di OIL FOX, compagnia argentina che dal 97 produce biocarburanti, in collaborazione con il Giappone hanno gia fatto i primi test di estrazione di olio da alghe con ottimi risultati, con lo scopo di esportazione in Europa, questo a fine dell'anno scorso, adesso non saprei ma non vorrei che gia siano in piena produzione.
Saluti
Scusate per L'OT precedente ma certi argomenti mi prendono troppo, non per niente sono produttore di Biodiesel anche io, per uso personale.

CITAZIONE (impazzitoinvolo @ 2/5/2007, 12:34)

CITAZIONE (cirowsky @ 2/5/2007, 12:14)

un po' offtopic
io sul biodisel da alghe sto raccogliendo informazioni...parto dall'idea che ci si può lavorare già da oggi, guardiamo se è così

Segui le tracce di OIL FOX, compagnia argentina che dal 97 produce biocarburanti, in collaborazione con il Giappone hanno gia fatto i primi test di estrazione di olio da alghe con ottimi risultati, con lo scopo di esportazione in Europa, questo a fine dell'anno scorso, adesso non saprei ma non vorrei che gia siano in piena produzione.
Saluti
Scusate per L'OT precedente ma certi argomenti mi prendono troppo, non per niente sono produttore di Biodiesel anche io, per uso personale.

a me ha fatto piacere questo offtopic

CITAZIONE (malibus @ 1/5/2007, 15:22)

non puoi inserire niente fra il motore a scoppio ed il radiatore, perche cosi diminuisci la differenza di temperatura che ci vuole per un lavoro normale di questo motore. Come risultato l'efficenza del motore diminuera, il ciclo di Carnot e valido per tutte le macchine termiche.

su questo non sono d'accordo
il radiatore serve proprio per raffreddare il motore, che altrimenti fonderebbe.attualmente questo calore viene disperso, sicuramente sarebbe (teoricamente) possibile mettere la 'piastra calda' dello stirling nel liquido a contatto con il motore, e la piastra fredda nel radiatore: c'è una differenza di temperatura e lo stirling gira.

poi ci sono tutte le sacrosante valutazioni sull'efficienza, l'economicità, il peso ecc ecc sulle quali non posso dire niente: tutte queste variabili, opportunamente considerate, forniscono una risposta sull'opportunità pratica di mettere 'sto stirling fra il motore e il radiatore. in teoria però la cosa funzionerebbe..

ci sentiamo su skype

Ho i primi 100 litri di acqua e alghe. Qualcuno ne vuole un po per fare delle prove?

non esistono solo motori mobili esitono anche motori fissi
(vedi co __ generatori )
inserire sullo scappamento di un motore da 500 kw
uno stirling con rendimento 5% e continuare la catena con il recupero del' acqua calda

lo riterrei vantaggioso 500*5 = 25 kw
25 kw *12 ore = 300 kw giorno recuperati
300 kw * 300 giorni in un anno 90 000 kw

se il rendimento e' basso,
ma è gratuito il calore in ingresso, mi sembra grasso che cola
altra domanda
?? quanto calore asporta dallo scarico lo striling???
adesso che va di moda la trigenerazione
se allo stirling di recupero ne attacco un altro usato al contrario per fare il fredddo quanto freddo ci faccio

piccola considerazione
se troviamo modo di immagazzinare l'energia elettrica in modo economico,
non occorrre affannarci a produrne in eccesso
( basta poco che ce vo',io riuscito non ce so')


attento con gli organismi viventi di importazione !!!!!!
sono sempre in agguato rischi ambientali imprevedibili
(vedi zecche,nutrie, termiti, limacce rosse, alga killer, giacinto d'acqua, topi con la peste, infestanti agricole, varroa delle api ,malattie per le specie autoctone... meglio prudenti che dolenti )

CITAZIONE

Ricordiamoci che la Ford aveva fatto negli anni 30 un'auto motorizzata solo a stirling, si chiamava Ford T o Ford Torino.Qualcuno ha per caso le caratteristiche? Ho cercato dappertutto e non sono riuscito a trovare nulla.

Ciao Impazzitoinvolo, la Torino è stata sviluppata alla fine degli anni 70 come dice Malibus. La Ford T degli anni 30 che tu dici credo sia un prototipo ma non funzionava a stirling ma con un motore a c.i a etanolo di canapa.
Tutte le parti dell'auto al posto di essere in plastica sintetica erano realizzate con un estrusione ottenuto dal pellet di canapa. Si pensa che la canapa avrebbe potuto sostituire il petrolio per la maggior parte delle applicazioni ma negli anni cinquanta i soliti magnati del petrolio hanno fatto in modo che la cosa si insabbiasse, aiutati dal fatto che la sorella indiana della pianta si usava per fare della droga.
Ciao .A.

NON ERA COMODO scaldare per 20 minuti il motore!!

Quasi silencieux, fiable, robuste, ne nécessitant pas ou très peu d’entretien, le Stirling a un rendement bien meilleur que les moteurs à essence ou diesel: de l’ordre de 40% contre 30% à 35% dans le meilleur des cas.
Au début des années 70, Philips a bien équipé une Ford Torino avec un Stirling. Mais il devait préchauffer 20 minutes avant de pouvoir rouler et le mécanisme pour faire varier son régime n’était pas au point. Aisin Seiki, une filiale de Toyota, a ensuite repris les recherches de Philips… sans grand succès. Selon les spécialistes, un véhicule hybride (moteur à explosion/Stirling) reste par contre tout à fait envisageable.

CITAZIONE (alzaimero @ 27/8/2007, 14:28)

non esistono solo motori mobili esitono anche motori fissi
(vedi co __ generatori )
inserire sullo scappamento di un motore da 500 kw
uno stirling con rendimento 5% e continuare la catena con il recupero del' acqua calda

lo riterrei vantaggioso 500*5 = 25 kw
25 kw *12 ore = 300 kw giorno recuperati
300 kw * 300 giorni in un anno 90 000 kw

se il rendimento e' basso,
ma è gratuito il calore in ingresso, mi sembra grasso che cola
altra domanda
?? quanto calore asporta dallo scarico lo striling???
adesso che va di moda la trigenerazione
se allo stirling di recupero ne attacco un altro usato al contrario per fare il fredddo quanto freddo ci faccio

mi sembri convinto dell'applicazione. hai visto qualke sistema funzionante in questa configurazione.
io ho visto un sistema ORC ke recupera calore dagli scariki di un cogeneratore, ma si parla di taglie dai 4.200 kw del cogeneratore e 350 kw ricavati con l'ORC.

non ho visto l'applicazione, (ma mi piace sognare)
il cogeneratore .......si
12 cilindri a metano 450 kwh motore waukesha
il calore recuperato preriscalda acqua per lavaggi CIP
e riscaldamento ,mi martella i timpani alla grande
dove lavoro.

Ciao ragazzi, volevo solo farvi notare una frase che c'è all'inizio del sito dove parla della BMW con recupero calore: "Da questo schema si capisce come il principio di funzionamento del Turbosteamer sia identico a quello utilizzato nelle centrali termoelettriche." ho evidenziato due cose che fanno capire di che si tratta, ovvero generatore a vapore a ciclo chiuso, quello utilizzato appunto nelle centrali elettriche, questo sistema se fatto con turbina a vapore multistadio può raggiungere un rendimento alto(ho letto fino al 70%, ma credo sia riferito al 70% del ciclo di carnot), mentre con turbine meno sofisticate si tira il 20-30%, perciò presumo che non sia utilizzato il ciclo stirling in quella BMW. Ad ogni modo, giusto per mettere una parentesi, si è tutti concentrati sugli stirling, ma a quanto sembra, dopo le caterbe di letture che ho fatto, il ciclo a vapore con turbina è quello che rende di più ed è meno costoso da realizzare se si utilizzano turbine tipo jensen, tra l'altro non è necessario avere una caldaia, infatti si può iniettare acqua sulla superifice calda con una micropompa, e quindi non ci sono rischi di esplosione.

Le centrali elettriche usano turbine, solo che quella tipologia è molto costosa, però danno rese molto alte, ma anche accontentandosi di un 20-43% non sarebbe male, puntare su un sistema a turbina è sicuramente più semplice da realizzare, infatti il generatore elettrico o meccanico è collegato all'albero della turbina, senza necessità di trasformare il moto lineare del pistone stirling in rotativo, al limite ci può essere un riduttore di giri......

Questo è un esempio di turbina jensen applicata ad un modellino: JENSEN STEAM ENGINE

Edited by tecnonick - 3/12/2007, 00:48