TURBINA A VAPORE

[Furio57]

Ciao a tutti ">
Viaggiando sul Web ho trovato un bel documento di 178 pagine sulla costruzione di una turbina a vapore generato con il sole tramite una parabola, con foto, conti, prove, curve ecc...
QUI

Salutoni
Furio57 ">

[vimo]

ciao a tutti, è da poco che scrivo nella sezione dei motori CE .... ho sempre letto tutto ! ottimo.... forum..
a furio e a tutti voi solo un :
GRAZIE MILLE !!
ottimo lavoro di ricerca....ma purtroppo bisogna passare ai fatti... solo che volendo acquistare
abche un piccolo modellino ....beh...coi quei prezzi..forse forse..conviene farselo "plasmare" al tornio
.................................................. ..............
l'idea della turbina a vapore...nn è affatto una cosa da poco..ma gari si puo far evaporare.... del glicole..ha un calore
specifivo circa la metà dell'acqua... ..l'unica cosa... che nn ho capito....
ok è un ciclo rankine...ma a cosa serve ...far compiere un ciclo termodinamico ad un fluido..e produrre
en.elettrica ...dall'espansione della turbina.... quando e possibile direttamente produrre en.elettrica collegando
il volano ad un riduttore di tipo ordinario....scusate...l'ora...(il file nn l'ho letto )
Probabilmente è una questione di coppia ?? Nm che nel volano del normale stirling è poca---e giustamente
in turbina..no ?? o nn c'entra niente..??
Grazie...
notte a tutti

[livingreen]

Ci ho capito poco, vimo... Spiegati meglio

[Ospite]

Bella tesi, molto interessante. Leggete, gente leggete e meditate. ">

Vimo, i cicli termici non si usano, si usano i dispositivi che si basano su questo o su quel ciclo termico. Il ciclo termico descrive le variazioni subite dal fluido usato per convertire calore in energia meccanica. Pressione, temperatura, quantità di calore, volume... Variando queste grandezze si ottiene la conversione, in un modo o in un'altro da energia termica ad energia meccanica.
Se hai un sistema basato su di un ciclo e funziona con un certo rendimento, se cambi qualcosa, tipo il fluido impiegato, cambiano tutti i parametri e l'impianto così studiato deve essere modificato per arrivare al suo massimo rendimento che può essere superiore al precedente, ma anche inferiore ">

[vimo]

scusate l'incomprensione...ma ieri notte stafo finito.
allora:
il problema non è capire a cosa serve il ciclo termodinamico di un fluido...e quanto lavoro meccanico
ci da' ... la mia era una semplice osservazio riguardo al lavoro meccanico che si puo trarre dal volano del motorino stirling..(visto che ruota a vel.relativamente alte) senza far compiere un ciclo termodinamico a nessun fluido..
semplicemente trarre energia cinetica dal volano in moto ! stop.
spero sia stato un po' piu chiaro.
Grazie.
">

[livingreen]

Beh, ma scusa... cos'è uno stirling se non un "trasformatore" di energia termica in meccanica, che usa un ciclo termodinamico a fluido?
E' solo un ciclo diverso da quello a vapore, ma sempre ciclo termodinamico a fluido!

Piuttosto vanno valutati costi, rendimenti e durata.

[vimo]

ESATTO SU QUELLO NN CI PIOVE..
ma mi ha lasciato titubante il fatto dedi 2 Cicli..e non uno.. :
lo Stirling e il Rankine... ! il motore di stirling come si piazza nel ciclo (compressore_fonteCalda_espansore_fonteFredda) ??
adesso nn so come hanno fatto i colleghi americani ad integrare entrambi
i cicli per produrre energia... visto che avete letto il file..potete riassumerlo
brevemente.. nn bazzico troppo con l'inglese..
e cmq ancora nn lo scarico !
grazie lo stesdso.

[Ospite]

Nessuno ha integrato i due cicli. Il titolo della sezione è perchè tratta i motori che si basano su uno di quei due cicli termodinamici. La tesi era solo sul ciclo Rankine, leggi macchine a vapore a salto di fase.

Credo di capire che fraintendi quello che è energia meccanica, coppia e numero di giri. Ecco il perchè della tua domanda. Un volano gira ed ha perciò una certa energia dovuta alla sua inerzia. Se tu la usi il volano si ferma. Perchè continui a girare il motore deve convertire energia termica in lavoro meccanico, esattamente quello che tu sfrutti frenando il volano in qualche modo. Questo lo fa sfruttando riscaldamente e raffreddamenti del fluido seguendo un ciclo termico qualunque sia.

Vorrei ribadire, leggetevi quella tesi. Contiene molte spiegazioni a tante incomprensioni che si leggono frequentemente in giro in tutti i forum. Forse, qualcuno dovrebbe scrivere in modo basilare i principi della meccanica ai quali rimandare coloro che fanno sempre le solite domande. Un pò come la sezione dei "Manuali ad uso forum". ">

[steam1981]

Ah,perchè così pochi interventi riguardanti la turbina a vapore?Del resto questo forum è dedicato a"motori a combustione esterna(stirling,rankine)"!!
A me interessano tutti e due,però,visto le caratteristiche dei due motori e le capacità e "possibilità" che possiedo io, lo stirling lo realizzerei per uso dimostrativo,un giocattolo affascinante,perchè se voglio ricavarci 2 o 3 kw o anche di più,devo costruire uno stirling bello grosso,con i controca..i!!sicuramente pressurizzato,magari ad elio,molto complesso,anche se con buon rendimento e silenzioso rispetto alla turbina.
Invece appunto se stiamo parlando di generare energia da una fonte di calore,e i mezzi,le conoscenze tecniche,le risorse economiche, sono "quelle che sono",per costruire una macchina termica mi orienterei proprio su una turbina a vapore, o motore a pistoni a vapore.Almeno rispetto allo stirling ho la certezza di produrre una certa potenza.......contenedo i costi,le difficoltà di realizzazione,e le dimensioni!
Posso inoltre,con un motore a vapore,sfruttare la mia sorgente di calore per accumulare energia in un boiler per un tempo X, (mettiamo per esempio 30 minuti) e consumare quella energia nel motore in 5 minuti,ottenedo così potenze temporanee molto più alte rispetto alla potenza continua che mi può fornire la mia sorgente di calore.Spero sia riuscito a spiegare il concetto,esempio: ho una fiamma (o un concentratore solare) che mi fornisce 1kw termico, su di un motore stirling,mettiamo che abbia rendimento 20% ad essere ottimisti,quel motore girerà costantemente e mi darà potenza max=200W (tanto per semplificare).
Con un boiler,posso ricevere quel 1kw termico per diversi minuti continuando a riscaldare l'acqua (e il vapore) fino ad una certa temperatura-pressione (mentre il motore è fermo) poi utilizzo quella pressione immettendola nel motore e dipendentemente dal dimensionamento del motore stesso e dalla portata di vapore che gli immetto potrei ottenere potenze molto superiori ad 1kw, naturalmente per tempi molto brevi........l'energia erogata dal motore pùo soltanto essere inferiore all'energia contenuta nel boiler,ma può essere erogata in brevissimo tempo,quindi aumentando la potenza! Questo può essere visto come un vantaggio o anche no, però è una differenza importante rispetto allo stirling.
Che ne dite?Qualcuno interessato ai motori a vapore?D'altronde le locomotive dell'800 erano a vapore,le prime auto erano a vapore,le centrale termoelettriche erano e sono a vapore.....!

[livingreen]

Personalmente, posso dirti che anche se mi sono occupato di turbine a vapore, son invece ben lontano dal poterle progettare.. Le turbine sono cose molto complesse, e ci vuole un buon team di ingegneri per poter progettare una turbina decente. Nessuno lo ha mai fatto, perchè comunque un simile costo come progettazione, collaudo, materiali, esercizio etc... andrebbe scaricato su di un apparecchio che nella sua vita non genererà mai l'energia necessaria per pagarlo.
Certo si può progettare una monostadio a ingresso tangenziale, ma che rendimento avrebbe?
No, credo che l'unica soluzione sia che un gruppo dotato dei capitali e degli strumenti tecnologoci adatti possa alla fine costruire una turbina che possa essere prodotta in grandissima serie, usufuendo delle economie di scala della produzione di massa. La stessa cosa è già successa coi turbo da applicare ai motori endotermici... nelle turbine a vapore, invece, si usa il sistema contrario, praticamente sono pezzi unici o quasi....
Sull'uso del motore a vapore mi trovi d'accordo con te, del resto c'è anche qualcuno che li usa proprio per coprire il range in cui le turbine a vapore hanno costi propri e costi di impianto inaccessibili... prova a cercare la Spilling, ad esempio.

[Furio57]

Ciao a tutti ">

CITAZIONE (steam1981 @ 4/4/2008, 21:38)

Ah,perchè così pochi interventi riguardanti la turbina a vapore?Del resto questo forum è dedicato a"motori a combustione esterna(stirling,rankine)"!!
A me interessano tutti e due,però,visto le caratteristiche dei due motori e le capacità e "possibilità" che possiedo io, lo stirling lo realizzerei per uso dimostrativo,un giocattolo affascinante,perchè se voglio ricavarci 2 o 3 kw o anche di più,devo costruire uno stirling bello grosso,con i controca..i!!sicuramente pressurizzato,magari ad elio,molto complesso,anche se con buon rendimento e silenzioso rispetto alla turbina.
Invece appunto se stiamo parlando di generare energia da una fonte di calore,e i mezzi,le conoscenze tecniche,le risorse economiche, sono "quelle che sono",per costruire una macchina termica mi orienterei proprio su una turbina a vapore, o motore a pistoni a vapore.Almeno rispetto allo stirling ho la certezza di produrre una certa potenza.......contenedo i costi,le difficoltà di realizzazione,e le dimensioni!
Posso inoltre,con un motore a vapore,sfruttare la mia sorgente di calore per accumulare energia in un boiler per un tempo X, (mettiamo per esempio 30 minuti) e consumare quella energia nel motore in 5 minuti,ottenedo così potenze temporanee molto più alte rispetto alla potenza continua che mi può fornire la mia sorgente di calore.Spero sia riuscito a spiegare il concetto,esempio: ho una fiamma (o un concentratore solare) che mi fornisce 1kw termico, su di un motore stirling,mettiamo che abbia rendimento 20% ad essere ottimisti,quel motore girerà costantemente e mi darà potenza max=200W (tanto per semplificare).
Con un boiler,posso ricevere quel 1kw termico per diversi minuti continuando a riscaldare l'acqua (e il vapore) fino ad una certa temperatura-pressione (mentre il motore è fermo) poi utilizzo quella pressione immettendola nel motore e dipendentemente dal dimensionamento del motore stesso e dalla portata di vapore che gli immetto potrei ottenere potenze molto superiori ad 1kw, naturalmente per tempi molto brevi........l'energia erogata dal motore pùo soltanto essere inferiore all'energia contenuta nel boiler,ma può essere erogata in brevissimo tempo,quindi aumentando la potenza! Questo può essere visto come un vantaggio o anche no, però è una differenza importante rispetto allo stirling.
Che ne dite?Qualcuno interessato ai motori a vapore?D'altronde le locomotive dell'800 erano a vapore,le prime auto erano a vapore,le centrale termoelettriche erano e sono a vapore.....!

Caro steam 1981 quello che ritieni un vantaggio nell'uso del vapore in altri tempi era considerato un difetto:
Da una pubblicazione tecnica di fine ottocento si può leggere:La macchina a vapore che nello stato attuale della meccanica è il motore più conveniente, quello che presenta il massimo numero di pregi, quando sia utilizzato nella grande industria, perde a poco a poco tutte le sue belle doti quanto più piccola è la forza che si richiede al motore. Non son poche le industrie che abbisognano di motori atti a sviluppare piccole forze, corrispondenti al lavoro di un cavallo, di mezzo cavallo od anche meno, ma per quanto piccola sia la forza di cui si abbisogna, è pur mestieri, quando si voglia ricorrere alla macchina a vapore, sostenere ingenti spese di primo impianto. Aggiungi, che ogni macchina a vapore, per quanto piccola, ha pur bisogno d'essere sorvegliata da un meccanico, che convien sempre disporre d'un locale alquanto ampio, di una corrente d'acqua, d'un deposito di combustibile; l'incomodo del soverchio calore e del fumo, il pericolo dello scoppio della caldaia e quello dell'incendio rendono quasi impossibile l'impianto di questa macchina nelle stanzucce abitate dalla classe operaia, nei più alti piani delle case, nei grandi centri di popolazione. Aggiungere ancora, che, per far funzionare la macchina a vapore, è necessario che il vapore sia costantemente mantenuto nella caldaia alla voluta tensione, tanto se la macchina deve lavorare di continuo giorno e notte, quando se nel corso della giornata essa deve lavorare soltanto interpolamente, come è necessario nella piccola industria; ma sì in un caso come nell'altro, convien mantener sempre acceso un vivo fuoco nel fornello, se non si vuol sciupare ad ogni ripresa una o due ore per rifornir la caldaia del necessario vapore dotato della voluta tensione. Come ben si comprende, questo motore non presenta i necessarji vantaggi per essere adottato dalla piccola industria. Quindi se anche un piccolo motore fosse, in principio, meno economico della forza del vapore trasmessa a distanza, l'economia vera ci sarebbe ancora in fatto, poichè con esso è possibile valersi della forza, soltanto in quei momenti e in quelle proporzioni che il processo del lavoro esige senza domandare un dispendio superiore a quello che corrisponde alla quantità effettiva di forza consumata. Questo spiega l'insistenza con cui si propongono continuamente nuovi sistemi di macchine a scoppio di gas-luce, e di altre macchine ad aria calda. Le une e le altre non esigono l'impianto di una caldaia; quindi è già tolto uno dei più gravi ostacoli all'introduzione del motore nalla fabbricazione in piccolo, al quarto o al quinto piano, nelle case ove la popolazione operaia è più addensata...Non potendosi riscaldare l'aria a temperature molto elevate senza incorrere, colle disposizioni finora provate, in gravi inconvenienti per il buon servizio e la economia della macchina, bisognerà andar contenti di pressioni non molto elevate, ottenendo la forza che si vuole coll'ingrandire la sezione del cilindro motore. Ma appunto per ciò serviranno bene per tutti i lavori dei quali vive la piccola industria, massime quando la forza motrice abbisognassesoltanto a dati intervalli; essendochè nella macchina ad aria basta accendere il fuoco e dare un impulso al volante, perchè dessa in sull'istante lavori, a differenza delle macchine a vapore, le quali esigono che prima la caldaia si metta in pressione, e che in pressione si mantenga anche quando la macchina è ferma con notevole spreco di combustibile. Saranno in sostanza macchine di poca forza, ma indispensabili ad animare quelle piccole industrie cui oggidì serve ancora la mano dell'uomo...

Salutoni
Furi57 ">

Edited by Furio57 - 5/4/2008, 12:57

[steam1981]

Hmmmm Furio.......mi fai oscillare sulla decisione:"mi impegno per la costruzione di un motore a vapore o di uno stirling??"
Tutto quello che hai scritto è vero,però nei giorni nostri non c'è la preoccupazione della caldaia che esplode (una volta era fatta con lamiere chiodate tra loro,e poi ora ci sono i termostati e i pressostati e le valvole di sicurezza!!), si può riscaldare una semplice e piccola serpentina attraverso la quale passa l'acqua fredda prima di entrare nel motore, pompata da una pompa che esercita la stessa pressione a cui arriverà il vapore,in questa maniera si riducono molto i tempi del "warm up", praticamente vapore istantaneo. Sono anche d'accordo con livingreen sul fatto che le turbine monostadio di piccola taglia hanno bassi rendimenti (ma non vuol dire necessariamente bassa potenza) ma dato che la nostra fonte di calore dovrebbe essere gratis ed in abbondanza (solare concentrato o comunque combustibile gratuito,altrimenti uso la corrente dell'enel!!!!!). E' meglio una turbina col 5% di rendimento che sviluppa 2kw utilizzabili, o uno stirling col 20% di rendimento (magari arrivarci,con quelli autocostruiti!!!!) che però mi sviluppa solo 300W?????
Questo è il dilemma!!

O comunque,per fare una cosa seria: costruire un bello stirling,pressurizzato (quindi con le problematiche del caso) magari anche a 50bar, con il raffreddamento ad acqua, e un relativo radiatore per raffreddare l'acqua, costruito con più di 50 pezzi meccanici costruiti artigianalmente e quindi costosi, oppure.......

Costruire una turbinetta (monostadio, o bistadio:il primo ad impulso tangenziale,il secondo a reazione con un semplice disco con diversi fori inclinati rispetto all'asse turbina,come alcuni innaffiatori per giardino,non so se hai presente), con caldaietta a 50bar,dirai che è pericoloso,ma quando vedo gente che fa girare turbinette del genere con l'aria compressa a 8 bar o col vapore di una pentola a pressione che fa max 2 bar....è logico che non hanno nè potenza nè rendimento,più il vapore è caldo e quindi in pressione,più rendimento e potenza eroga la turbina (ho dei piccoli recipienti che possono tenere 400bar) con condensatore e pompa per riempire la caldaia (tutto a ciclo chiuso)??
Questo avrebbe meno parti meccaniche rispetto alla soluzione dello stirling.

Entrambi sono progetti ambiziosi,ma se avessi la certezza che a lavoro finito funzionano come previsto comincerei immediatamente uno dei due.
Rendimenti a parte,se la fonte di calore è gratuita a me sono i KW che interessano.
un altra curiosità (porta pazienza: se ho uno stirlig con un gran cilindro del displacer rispetto al cilindro di lavoro....stirling gamma...funzionerà ancke con basse differenze termiche,ok,se aumento la differenza termica in quel tipo di motore,aumenterò certamente la potenza erogata,ma il rendimento,si abbasserà??Perchè riscaldo ad alta temperatura un volume eccessivo di aria?Visto che tutti gli stirling ad alta temperatura hanno ul volume del displacer poco superiore al volume del cilindro potenza,o uguale.

Hai un altro consiglio che mi può dirigere su quale delle due soluzioni avventurarmi?

Edited by steam1981 - 6/4/2008, 13:39

[HAMMURABY]

beh, questa e' un orientazione esterna alla trasformazione tra turbina e stirling;

vorrei farti prendere in considerazione la collettazione di sole fatta USANDO i canali dell acqua a forma half pipe!!
certo non rendono come se fossero ad inseguimento solare(circa il 65%? MA CON LO STESSO PICCO),
data LA QUANTITA di M2, come fattore di BASE della resa dell impianto
con un leggero accumulo ( nei serbatoi ANCHE massi di granito!!),si puo' compensare.....
PRIMO, PIU IMPORTANTE DELLA RESA, E' LA SUPERFICE UTILEmt2 a specchio
SECONDO, I CANALI DELL ACQUA POSSONO FARE DOPPIO LAVORO,con pochissimo impatto ambientale
ideale sarebbe che la turbina o lo stirling, azionano un compressore, cosi, il trasporto di energia avverrebbe nel vettore enrg ARIA COMPRESSA.....
cosi facendo, si avrebbe a disposizione l' acqua (per condensazione)
OPPURE
si potrebbe produrre energia elettrica dall aria compressa (es:.gruppo elettrogeno MDI.lu)
e con lo scarto termico FREDDO avere un
aumento considerevole del DELTA termico per la resa di motore STIRLING.....

TERZO:il canale dell acqua puo fare da pannello solare zenith, PIU anche tubo per aria compressa , CIOE' "TRIPLO LAVORO", nb:SENZA IMPATTO AMBIENTALE


fermo restando che l'acqua E' il miglior combustibile.......QUOTO

developpement durable-MILLENNIUM project : STOP


spero che......

Edited by HAMMURABY - 14/4/2008, 17:40

[triac60]

CITAZIONE (HAMMURABY @ 13/4/2008, 15:16)

beh, questa e' un orientazione esterna alla trasformazione tra turbina e stirling;

vorrei farti prendere in considerazione la collettazione di sole fatta USANDO i canali dell acqua a forma half pipe!!
certo non rendono come se fossero ad inseguimento solare(circa il 65%? MA CON LO STESSO PICCO),
data LA QUANTITA di M2, come fattore di BASE della resa dell impianto
con un leggero accumulo ( nei serbatoi ANCHE massi di granito!!),si puo' compensare.....

e ideale' SAREBBE il trasporto di energia dopo la conversione NEL vettore energetico ARIA COMPRESSA.....
perche si ha a disposizione acqua per condensare il varore di un eventuale turbina
OPPURE si puo produrre energia elettrica dall aria compressa (es:.gruppo elettrogeno MDI.lu)e con lo scarto termico avere un aumento considerevole del DELTA termico per la resa di motore STIRLING.....

analizza dividendo BENE le indicazioni , SOSTENIBILI;
acqua +pressione = irrigazione e biocombustibili

fermo restando che l'acqua E' il miglior combustibile.......QUOTO

developpement durable-MILLENNIUM project : STOP

Ho letto 10 volte, e giuro che non sono riuscito a capire nulla, ma proprio NULLA.
Sarà l'età, la stanchezza, o l'ora tarda?
Booh!!

[livingreen]

Stavo per scrivere proprio la stessa cosa... mi hai preceduto.
Hammuraby, ti spiacerebbe spiegare meglio questa cosa dei bacini e dell'aria compressa? Perchè proprio non si capisce.... Metti qualche dettaglio in più.... dettaglio tecnico, intendo.

[HAMMURABY]

ho provato a modificare il messaggio, AMMETTO i problemi di sintassi, con le orecchie mosce.............

TUTTO e' nato per fare un pozzo autonomo ad energia solare;
il problema da risolvere era che, non si puo irrigare sotto il sole, quindi
serviva un accumulo.... di cosa?
di acqua primo BACINI INTERRATI,e, poi di energia per l' irrigazione,quindi sono arrivato a pensare:
se pompo 10000 litri , duemila,li posso usarli di notte per azionare uno stantuffo sul fondo del pozzo,
che mi comprime l' aria necessaria alla jet-irrigazione.........

quindi i canali dell acqua 1, +piu il tubo per l' energia A/C 2,

COINCIDENZA, a forma di half pipe , e "tirati" a specchio , sono anche pannelli solari......e TRE.;
QUINDI il CANALE A TRE FUNZIONI

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GIORNO:termica -->aria compressa---->acqua NOTTE acqua--->aria compressa
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e ,tutto quadra.... e senza troppi movimenti=usura, senza batterie ecc..; .

IL problema della thesi sequestrata, e' nato quando mi sono accorto che in italia piovono
due tonnellate a metro quadrato, ANNO!!! che si puo fare TANTA NEVE, montagne di acqua!!

LA POTENZA DELL ACQUA accumulata

cosi come il dislivello puo essere artificiosamente COSTRUITO.....MOLTO

Edited by HAMMURABY - 14/4/2008, 20:40

[cirowsky]

bel link davvero.
peccato che sia fuori tema. c'è anche da chiedersi: dove altro avrebbe potuto essere messo? non è fotovoltaico, neanche solare termico e neanche stirling...
ho proposto di fare una nuova sezione, solare-> solare termodinamico: stirling (chiaramente la sezione dove parlare tecnicamente degli stirling resta questa), turbine, concentratori parabolici e parabolici lineari

https://www.energeticambiente.it/comunicazioni-al-forum/14709630-nuova-sezione-solare-termodinamico.html

questo proposta è stata vista 12 volte (dato aggiornato adesso), dei quali nessuno ha risposto. se volete la sezione, per favore, aggiornate un po' quel link.
la mancanza di questa sezione è una bella mancanza nel forum...