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Motore tipo Brayton a ciclo chiuso

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  • Motore tipo Brayton a ciclo chiuso

    Ciao a tutti,
    pòsto questo schema sperando che qualcuno trovi interessante discuterlo.


    Il ciclo inizia con il pistone(3) al punto morto superiore, la valvola(1) aperta e la valvola(2), che è sistemata nella testa del pistone, chiusa. Fornendo calore al captatore(9) l'aria all'interno del circuito aumenterà di pressione e quindi,fluendo attraverso la valvola(1), agirà sul pistone, mettendolo in movimento.

    Il pistone, oltre ad accelerare il volano(7), comprime l'aria contenuta nel cilindro(5), forzandola ad oltrepassare la valvola di non ritorno(4a); questa aria si riscalderà a causa della compressione, verrà raffreddata nel radiatore(8) e, attraverso la valvola di non ritorno(4b), spingerà l'aria fredda che si trovava nel radiatore verso il captatore(9), dove sarà nuovamente riscaldata.

    Quando il pistone raggiunge il punto morto inferiore, la valvola(1) si chiude e la valvola(2) si apre, ed il pistone inizia la corsa di ritorno mosso dal volano; giungendo il pistone al pms la(2) si chiude e la(1) si apre, ed il ciclo può ricominciare.

    A tutti buon lavoro da Renatore
    File allegati

  • #2
    Ho fortissimi dubbi che l' inerzia del volano possa rimandare il pistone verso sinistra.

    Credo che la cosa possa divenire sfruttabile se, anzichè un pistone, venisse inserita una turbina.
    Con una turbina sarebbe sufficiente una sola valvola di non ritorno; la 4b per intendersi.

    Potrebbe trovare applicazione in un grande collettore solare con la parte radiativa in ombra e sfruttare il gap termico; come fluido si utilizzarebbe la normale aria atmosferica.
    Il rendimento sarebbe molto basso vista la poca espansione termica dell' aria in funzione della temperatura; però il principio resta valido.

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    • #3
      Ciao a tutti, ciao MaCa,

      anche io credo che il riscaldamento di questa macchina dovrebbe essere solare, e sono d'accordo che il rendimento sarebbe basso; premesso che di turbine ne so zerovirgola, non so se una turbina potrebbe funzionare proprio, perché non mi so figurare come si potrebbe forzare l'aria in uscita a rientrare in turbina a pressione maggiore di quando ne è uscita .

      Nel mio schema, la forza necessaria a far circolare l'aria è data dalla differenza di superficie utile tra le due facce (faccie?) del pistone, differenza dovuta alla presenza dell'asta del pistone, che nello schema ho indicato con (6); ecco il mio ragionamento: se la faccia lato caldo avesse una superficie X e vi agisse una pressione Y, e se la sezione dell'asta fosse 1/2X, la pressione sulla faccia fredda sarebbe 2Y.

      E poi si, di valvole di non ritorno ce n'è una in più, lascerei solo la 4a.

      Ciao a tutti da Renatore

      Commenta


      • #4
        Sì Renatore, mi sa che ho detto una fesseria.

        In effetti credo che, per funzionare con una turbina, la valvola numero 1 dovrebbe essere una valvola temporizzata.
        Mi spiego meglio (spero ).
        Il captatore deve avere il tempo di andare in pressione e, successivamente,
        si apre (sfruttando un qualche accorgimento) la valvola 1 che consentirebbe il moto alla turbina o al pistone.
        La zona radiativa a questo punto avrà la stessa pressione della zona captativa e si dovrà richiudere la valvola 1 per dare il tempo alla zona radiativa di diminuire la pressione ed a quella captativa di riacquisire pressione.
        Poi si riapre la valvola 1 ed il ciclo continua.

        In effetti è di una semplicità disarmante e trovo l' idea molto molto originale.
        La si potrebbe autocostruire con costi trascurabilissimi e, se ben proporzionata, potrebbe dare anche discreti risultati.

        Il bravissimo Furio aveva postato i coefficienti di espansione dell' aria in qualche topic;
        non credo sia difficile trovare una formula che ci dia anche il lavoro prodotto.

        Credo che un captatore, stile pannello termico, di una decina di mq possa funzionare tanto da captatore quanto da radiatore nella zona in ombra e con 10 mq mi sa che la cosa si fa davvero interessante.

        Perchè qualche bravo utente, più abile di me, non butta giù due conti ?



        Edit:
        In teoria non si avrebbe nemmeno bisogno della zona radiativa,
        in quanto inutile se si utilizza l' aria atmosferica.
        L' aria entrebbe nella valvola di non ritorno in basso ed uscirebbe direttamente dalla turbina.
        Servirebbe qualcuno in grado di buttare giù qualche calcolo.

        Furio, possiamo abusare della tua competenza e chiedere di illuminarci un pochino ?

        Thx.


        Edit2:
        Non solo, l' aria calda in uscita la si potrebbe incanalare per usi di riscaldamento abitativo
        e/o per scaldare dell' acqua a scopo sanitario;
        quindi con una fava si prenderebbero tre piccioni.
        Sempre più interessante la cosa.
        Ultima modifica di MaCa; 13-06-2008, 13:06.

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        • #5
          Ciao MaCa,
          cerco di spiegare meglio la mia idea, cosi magari diventa più chiara anche per me...
          Mi scuso da subito se cercando di essere precis apparirò proliss.

          Intanto il sistema potrebbe funzionare anche a circuito aperto, ma l'avevo disegnato a circuito chiuso per poter precomprimere il fluido di lavoro (penso all'aria, per semplicità), diciamo 6 atmosfere.

          Poi mi pare che togliendo la 4a si avrebbe uno spazio morto troppo grande ( tutto il volume del radiatore), e quasi tutta l'aria compressa durante la corsa di andata si espanderebbe di nuovo nel cilindro.

          Forse ci vuole davvero anche la 4b ma ne sono meno sicuro.

          La mia idea è un pannello tipo "parabolico lineare", con un coefficiente di concentrazione tale da poter scaldare l'aria a circa 140°C.
          Mi sono orientat su questo valore per due ragioni principali, la prima è che mi sembra una prestazione ragionevole da ottenere con pannelli autocostruiti, la seconda è che con temperature superiori la tenuta del pistone diventerebbe critica, a meno di usare materiali e/o lavorazioni fuori della mia portata.

          Il radiatore lo posizionerei nell'ombra del captatore, così il calore che esso radiatore emana va a ridurre la differenza di temperatura tra la parete inferiore del captatore e l'ambiente, diminuendo cosi anche se di poco la perdita di calore da parte del captatore.

          Proviamo adesso a mettere un pò di numeri a tutto questo discorso:
          se il captatore raggiunge i 150°C senza flusso di aria al suo interno, è corretto ipotizzare che quando il flusso si stabilisce l'aria possa raggiungere i 140°C ?
          Se la temp. ambiente è di 30°C, è corretto ipotizzare di poter raffreddare l'aria all'interno del radiatore fino a 40°C ?
          Ammettendo una cilindrata di 1000 cm^3 ed un regimedi rotazione di 1000 rpm, il motore avrà bisogno di 1m^3 di aria al minuto, alla temp. di 140°C;
          che diametro dovranno avere i tubi?
          Avendo un flusso di 1 m^3 al minuto di aria a 40°C alla pressione di 6atm ( quella in uscita dal radiatore ), e dovendola portare alla temperatura di 140°C, quante calorie dovrà fornire il captatore? Che superficie dovrà avere, ammettendo una radiazione solare di 800Wm^2 . Che potenza all'albero ci si può aspettare?......

          Per adesso mi sa che basta così, ciao e a tutti buon lavoro da Renatore
          Ultima modifica di Ospite; 14-06-2008, 20:21.

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          • #6
            Mi intriga assai questa discussione.


            Avevi accennato ad un paraboloide.
            Credo che vi sia, forse e mi correggano coloro che ne capiscono più di me,
            poca differenza tra un paraboloide ed un captatore piano.
            Forse, e ribadisco il forse, il tutto è funzione della superficie esposta al sole.
            Da una parte il paraboloide riflette tutta la luce solare in un ipotetico tubo di scambio,
            dall' altra la superficie piana è meno rognosa da costruire e sfrutta l' intera superficie captante.
            In pratica un paraboloide, a parità di superficie, capta meno sole
            in quanto se vogliamo inserire il tubo di scambio nel fuoco della parabaola,
            onde evitare pericolose ustioni, dovremmo fare una parabola molto convessa
            per posizionare il fuoco molto all' interno della parabola stessa; a tutto svantaggio della superficie "attiva".

            Caricare l' impianto con aria atmosferica a pressione oppure no ?
            Credo, e sottolineo il credo, che caricare l' aria a pressione non dia vantaggi
            in quanto il lavoro ottenibile è sempre dato dal delta delle pressioni tra lato captante e lato radiatore. Presumo che questo delta non vari in base alla pressione d' esercizio iniziale.

            E' indubbio che il tutto è funzione dei volumi, del delta di temperatura e dell' efficienza delle parti in movimento.

            Personalmente opterei per un megapannello termico in vetro di circa 10 o più mq a tenuta stagna con fondo nerissimo ben coibentato ove l' intero volume d' aria contenuto rappresenti il nostro accumulo.
            Per ipotesi, se il "pannellone" fosse 10 mq con profondita 1 metro avremmo 10 mcubi di volume interamente sfruttabile.
            A questo punto servirebbe qualcuno che ci aiuti nei calcoli e ci dica quanta forza lavoro media si riuscirebbe a sfruttare.

            Tra un pò comincia la partita e me l' andrò a vedere però dopo cercherò di buttare giù qualche calcolo; se ci riesco .

            Renatore, se hai altre cose che ti passano per la testa
            comunicale senza problemi perchè questa discussione mi intriga assai.

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            • #7
              Ciao a tutti, ciao MaCa,
              dunque... il gas precompresso... non ti so citare su quale o quali post l'ho trovata, era riferita ai motori Stirling ma credo che sia valida anche per questo qui, se ho capito bene la conclusione è che precomprimendo il gas si ottiene maggiore potenza, però l'efficienza è minore,in altre parole se a pressione atmosferica quel motore ti dà (numeri a caso) 100W assorbendo 1000 calorie, se si raddoppia la pressione di precarica magari ottieni 150W però invece di 1500 calorie ce ne vogliono 2000.

              Paraboloide-collettore piano... per ora non rinuncio all'idea di precomprimere il circuito, un collettore piano anche una atmosfera lo farebbe scoppiare, bisognerebbe mettere il tubo in pressione dentro alla scatola del collettore, forse diminuirebbe l'efficienza di scambio termico?
              Inoltre, anche se mi sembra di essere stat bass con la stima della temperatura raggiungibile in un paraboloide, un collettore piano non lo so se ci arriva, e non vorrei ridurre il deltaT sennò addio rendimento, che già così non deve essere gran cosa.

              Paraboloide molto chiuso per evitare le ustioni... diamogli la curva giusta e per la sicurezza cartelli, reticella, recinto...

              Delta pressioni tra lato caldo e lato freddo... i gas, almeno quelli perfetti ma contentiamoci dell'aria, raddoppiano di pressione al raddoppiare della temperatura espressa in gradi Kelvin, se parto con la pressione di una atmosfera raddoppiando la temperatura ne avrò due, se parto con cinque ne avrò dieci. Per gli intervalli di temperatura inferiori al raddoppio la variazione di pressione non è lineare, ma per un calcolo approssimativo la possiamo considerare tale, quindi: temp. ambiente 30°C= 300°K, temp. interna al radiatore (tenendo per buona l'ipotesi del mio post precedente) 40°C=310°K,
              temp. interna al captatore ( se non ci sono obiezioni ! ) 140°C=410°K, aumento di temperatura,e perciò anche di pressione, di un terzo di quella iniziale, se parto a pressione atmosferica otterrò 1,33atm, partendo con 6atm ne avrò 8, la differenza di pressione tra le due facce del pistone sarà nel primo caso 0,33atm, nel secondo caso sarà di 2atm, è sei volte tanto!

              Il pannello da 10 metri cubi... potrebbe funzionare come serbatoio di calore, ma nel momento in cui il sole smette di scaldare, i dieci metri cubi se ne andrebbero quasi all'istante, perché il motore in discussione assorbe 1m^3 al minuto di aria calda, e la rinvia al pannello raffreddata, perciò l'aria contenuta nel pannellone si raffredderebbe molto rapidamente.
              Facciamo l'ipotesi del circuito aperto, 10m^3 di aria compressa a 1,3 atm, quanto lavoro se ne può cavare? Credo pochissimo, anche perché la pressione diminuirebbe ad ogni giro del motore.
              Secondo me la produzione di aria calda deve essere continua.

              Poi... il captatore dovrebbe avere il tempo di riscaldarsi ed il radiatore di raffreddarsi tra un giro e l'altro del motore, secondo me il tempo della corsa del pistone deve essere sufficiente, altrimenti avremmo un movimento a scatti, incompatibile con il movimento del volano ( si potrebbe sostituire il volano con una molla,ma... mah! ); dato che non possiamo aumentare il deltaT per accelerare gli scambi termici, e dato che non si può modificare il coefficiente di trasmissione del calore negli scambiatori ( me li immagino fatti di tubo commerciale di rame ), il parametro sul quale si può intervenire è la superficie degli scambiatori.

              E ora stai a sentire questa, mi era venuta in mente per un motore Stirling ma la ripropongo... accanto al pannello di questo motore,un pannello solare ad alta concentrazione, che possa scaldare dell'acqua diciamo a 3-400°C, ed un iniettore che ne spruzzi una quantità minima nel cilindro pochi gradi dopo il pms, secondo me questa acqua si vaporizzerebbe all'istante ed il vapore darebbe al pistone una spinta paragonabile a quella di un motore a scoppio ( se non scoppia tutto quanto ! ). Se ricordo bene la differenza di volume tra una quantità di acqua allo stato liquido e la stessa quantità sotto forma di vapore è di circa 800 volte, e a quella temperatura avrebbe una pressione tale ( 40atm? ) da poter essere iniettata nel cilindro senza spendere altra energia che quella che serve per azionare l'iniettore.

              Ciao a tutti e buon lavoro da Renatore
              Ultima modifica di Ospite; 14-06-2008, 20:23.

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              • #8
                ciao renatore,ciao a tutti,
                l'iniezione ha fatto fare un gran balzo in molti campi ma contemporaneamente ha avuto bisogno dell'elettronica per esprimersi al meglio.
                a sensazione sei sulla buona strada.
                a presto
                s.

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                • #9
                  Originariamente inviato da renatore Visualizza il messaggio

                  E ora stai a sentire questa, mi era venuta in mente per un motore Stirling ma la ripropongo... accanto al pannello di questo motore,un pannello solare ad alta concentrazione, che possa scaldare dell'acqua diciamo a 3-400°C, ed un iniettore che ne spruzzi una quantità minima nel cilindro pochi gradi dopo il pms, secondo me questa acqua si vaporizzerebbe all'istante ed il vapore darebbe al pistone una spinta paragonabile a quella di un motore a scoppio ( se non scoppia tutto quanto ! ). Se ricordo bene la differenza di volume tra una quantità di acqua allo stato liquido e la stessa quantità sotto forma di vapore è di circa 800 volte, e a quella temperatura avrebbe una pressione tale ( 40atm? ) da poter essere iniettata nel cilindro senza spendere altra energia che quella che serve per azionare l'iniettore.
                  Questa parte meriterebbe un attento approfondimento.
                  Se le cose stessero come dici, purtroppo non ho le specifiche conoscenze per addentrarmi,
                  tutta la cosa diverrebbe molto ma molto proficua.
                  Ma dove stanno i "cervelloni" che con le loro esperienze possono darci un valido contributo ?
                  In altri topic c'è una miriade di esperti pronti ad analizzare anche il pelo nell' uovo,
                  in questo latitano.

                  Trovo interessante questa questione perchè sarebbe anche molto semplice da autorealizzare;
                  ma se non vengono a darci una mano........

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                  • #10
                    Ciao a tutti.
                    Rimba2, l'elettronica so che esiste ma non ne capisco niente, se vedi un modo di utilizzarla in questa faccenda bene, tieni presente che siamo alle semplici ipotesi, prima di iniziare a costruire fisicamente qualcosa mi ci vorrà parecchio più studio, intanto grazie per l'apprezzamento.

                    MaCa,
                    per prima cosa rilevo una incongruenza nel mio post di ieri delle 15,46 ;
                    da ultimo dove parlo di " un flusso di 1m^3 al minuto di aria a 40°C alla pressione di 6atm", in realtà nel radiatore la pressione deve essere superiore a quella che c'è nel captatore, altrimenti l'aria non potrebbe circolare, e dato che nel captatore ho detto che ci dovrebbero essere 8atm ( 6 di precarica + 2 date dall'aumento di temperatura ), poi questa aria deve essere compressa dal pistone e poi si deve raffreddare nel radiatore... boh sono un pò confus...

                    Per quanto riguarda i " cervelloni"... le informazioni necessarie a calcolare tutto il calcolando di sicuro nel forum o nella rete ci sono, chissà quante volte si sono dati da fare e magari non hanno ricevuto neanche un grazie, per cui si possono concedere tutto l'attendismo che gli pare.

                    Sulla discussione "Progetto Stirling sul forum" c'è un post di Spartano che descrive l'esplosione di un modellino di Stirling dovuta ad una infiltrazione di acqua, è da lì che mi è venuta l'idea dell'iniezione controllata di acqua calda.

                    L'idea di questa configurazione del Brayton ( almeno a me sembra che sia un tipo di Brayton ! ) mi è venuta da uno schema postato da Miky82 in " Stirling a 2 tempi ", se hai voglia te lo guardi, magari ti si accende una lampadina anche a te !

                    A questo punto boh, proviamo una approssimazione grossolana, che efficienza complessiva ci si può aspettare da una macchina come questa, ci sbilanciamo e diciamo... ?...ma sì diciamolo tanto è una approssimazione grossolana, diciamo quindi un 10percento, ma il 10percento di cosa, direi di partire dalla radiazione solare che colpisce il pannello.

                    Che potenza elettrica vogliamo ottenere? Facciamo un kW preciso per semplicità di calcolo e anche perché è una taglia che mi sembra giusta ( tanto si va a spanne ).

                    Quindi ora dobbiamo sapere quanto è questa radiazione solare, gli ottimisti dicono 1kW per metro quadrato, io per stare sul sicuro valuto 0,7kW per metro quadrato, per cui la superficie captante dovrà essere intorno ai 15 metri quadrati.

                    Il tubo che diametro dovrà avere? Io ho un compressore che dà 250 litri al minuto di aria alla pressione di 8,50bar ( ohi ohi, prima parlavo di atm, non è la stessa cosa ma misurando a spanne nessuno se ne accorgerà ), questa aria passa da un tubo molto lungo e del diametro di pochi millimetri, anzi da quel tubo ce ne passerebbe anche di più, lo dimostra il fatto che tenendo l'aria aperta il compressore non stacca mai; noi abbiamo un flusso circa quattro volte tanto, senza stare a calcolare le perdite di carico dovute alle curve alla rugosità interna ecc. ci mettiamo un tubo di 20 millimetri e credo che col tubo ci siamo.

                    Alt, coefficiente di sicurezza! Che pressione di esercizio ha un tubo del genere? Qui ce ne vuole uno che possa lavorare a 10atm, la temperatura influisce sulla resistenza del tubo? Consideriamo una temperatura di 250°C, così se il pannello la raggiunge non sarà la resistenza del tubo il fattore limitante.

                    Fin qui ci siamo, c'è qualche idea ( tua o di chi legge ) per stimare la cilindrata necessaria, il numero di giri, le proporzioni alesaggio-corsa, diametro e peso del volano, rapporto alesaggio-sezione dell'asta del pistone, come comandare le valvole che vanno comandate....?

                    In un post Furio57 diceva, però a proposito di motori Stirling, che il motore dovrebbe essere superquadro, ma non spiegava il perché, chissà se questa indicazione si applica anche qui.

                    Ciao e buon lavoro da Renatore
                    Ultima modifica di Ospite; 14-06-2008, 20:25.

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                    • #11
                      Salve, ho letto tutto il thread e vorrei fare delle considerazionei:
                      - 1kW/h di radiazione è molto ottimistico io considero più attendibile 0.5-0.6kW/h
                      - per aumentare di 1°C 1m³ d'aria cono necessari circa 1300J di conseguenza per 10m³ 13kJ
                      - 1kW/h = 3.6MJ
                      di conseguenza una superficie di 10m² capterà circa 5kW/h che corrispondono a 9MJ, per cui la temperatura di 10m³ d'aria si innalzerà di 692°C in un ora senza considerare le perdite per irraggiamento.
                      Ma se in un ora il motore raffredda 60m³ d'aria la temperatura media quale sarà? e soprattutto sarà sufficiente a mantenere in rotazione il motore?

                      Forse sbaglio?
                      Dino

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                      • #12
                        Oggi stavo pensando a tutte questa cosa e la vedo sempre più fattibile.

                        Io credo che non bisogna soffermarsi alla continuità temporale della produzione
                        di energia del generatore di corrente (stirling, turbina o compressore rovesciato).
                        Per questo motivo dissi in un precedente post che la valvola 1, così come la valvola di non ritorno in basso che diverrà valvola a tutti gli effetti come la 1, dovrebbe parzializzare i flussi in base al raggiungimento di predeterminati delta
                        di pressioni tra lato radiativo e lato captativo.

                        Stante questa considerazione presumo che la cosa diventi assolutamente semplice da realizzare;
                        si dovrà creare un gap di pressioni tra lato captante e lato radiativo e poi accoppiare un generatore quando si raggiunge un delta sufficiente.
                        Al ristabilirsi della pari pressione tra i due lati si richiuderanno le valvole e si attende un nuovo delta per poi ricomniciare il processo.
                        La fisica dovrebbe volgere a tutto nostro vantaggio in quanto nella fase di generazione il nostro collettore svuotandosi si abbassa di temperatura mentre
                        il lato radiativo vedrà aumentare la temperatura.
                        Il sole poi scalderà nuovamente il pannello mentre il radiatore si raffredderà per l' effetto radiativo e si instaureranno le condizioni per un secondo ciclo e via così.

                        Ci siamo ?
                        Che ne dite ?

                        Sembrerebbe quasi un geotermico di superficie.

                        Commenta


                        • #13
                          Ciao DinoDF,
                          grazie per essere intervenuto con dei dati, e sono d'accordo che 1kWm^2 di radiazione solare a terra è troppo ottimistico, stiamo bassi e usiamo 0,5kWm^2 ( inizio subito a confondermi, mi pareva che la radiazione del sole si misurasse in kW ma tu indichi kW/h, anche qui sarò pignol ma mi pare che la scrittura corretta eventualmente sarebbe kWh...).

                          A parte questo, che ti fa capire che non ho chiara la differenza tra energia e potenza, c'è qualcos'altro che non mi torna.

                          Nei calcoli successivi ci vedo delle incongruenze, perché se è giusta l'equivalenza che tu riporti: 1kW/h=3,6 MJ, allora non torna più che i 5kW/h assorbiti dalla superficie di 10m^2 corrispondono a 9MJ, dovrebbero invece corrispondere a 18MJ.

                          E poi non lo so, ma la temperatura che dici tu di 692°C squaglierebbe tutto, nella mia esperienza nessuna cosa esposta al sole si scalda così tanto...

                          C'è un'altra cosa da dire, che l'aria nel circuito sarebbe precaricata a 6atm, quindi alla fine quanta ce n'è di aria lì dentro, so che c'è una cosa chiamata normalmetro cubo ma come si rapporta alla temperatura ed alla pressione non lo so.

                          Un'altra ancora, da parte mia l'idea del pannello che contiene 10m^3 di aria l'ho esclusa, il volume complessivo del circuito lo vedo molto minore, dell'ordine delle decine di litri e non delle migliaia.

                          L'ultima, DinoDF, se ti va dimmi come fai a scrivere per esempio metri cubi con un tre piccolino in alto a destra della lettera m, mi sono adattat ad usare "^ " ma non mi piace.

                          Ciao da Renatore
                          Ultima modifica di Ospite; 14-06-2008, 20:27.

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                          • #14
                            Ciao, sì hai perfettamente ragione, il kilowattora di indica con kWh, la radiazione con kWh/m², e hai ancora ragione quando dici che 5kWh corrispondono a 18MJ (la fame non fa ragionare molto bene ).
                            La temperatura all'interno del pannello non raggiunge mai alti valori per effetto dell'irradiazione, il pannello se non ben coibentato si raffredda.
                            Secondo me per avere le temperature necessarie bisogna ricorrere ad un concentratore solare.

                            Dino

                            PS: io riesco a scrivere ² ³ con la combinazione di tasti AltGr+2 e AltGr+3, ma uso linux

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                            • #15
                              Ciao a tutti,
                              ciao MaCa, secondo me non è indifferente il tipo di motore da impiegare con il sistema che stiamo esaminando, in quanto il motore Stirling avrebbe bisogno di un'ulteriore scambio di calore, con qualche inevitabile perdita, tieni presente che stiamo ipotizzando rendimenti bassi e quindi ogni brìciola va risparmiata; la turbina, per quel poco che ne so delle turbine, funziona bene con una grande differenza di pressione, con il deltaP di 1,7atm che possiamo ottenere ( migliorabile quanto vuoi ma non lo possiamo certo moltiplicare per 10 o 20 ), forse girerebbe per qualche minuto se le diamo una bella spinta con le mani.

                              Io credo che il captatore, e quindi necessariamente il radiatore, debbano essere dimensionati in modo tale che non bisogni preoccuparsi di parzializzare o temporizzare niente, sarà la loro capacità di scambiare calore a determinare il regime di rotazione, che più è alto e meglio è.
                              Mi pare di capire che tu stai pensando ad un movimento a scatti, che a me sembra molto controproducente.
                              Poi non vedo come potresti pressurizzare il circuito, mentre per me è indispensabile poterlo fare, anzi ho parlato di sole 6atm di precarica per restare sull'accessibile, soprattutto per quanto riguarda la tenuta intorno all'asta del pistone. A questo proposito, c'è qualcuno che sa a
                              che pressione lavorano-lavoravano le locomotive? E come sono fatte le loro tenute?

                              Alla fine, mi considero una specie di seguace di Occam, sto sempre ( spesso, via! ) con il rasoio in mano e dò la caccia alle complicazioni !

                              Ciao da Renatore
                              Ultima modifica di Ospite; 14-06-2008, 20:28.

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                              • #16
                                Tanto per allargare l' argomento.

                                Tu faresti muovere il generatore attraverso uno Stirling;
                                però gli stirling non mi fanno impazzire, a dire il vero.
                                Gli Stirling necessitano di un gap caldo/freddo e ci sono diverse complicazioni meccaniche
                                che un hobbista, tipo me, non riuscirebbe facilmente a superare.
                                Leggendo tra i vari topic non mi è sembrato di scorgere qualche buona idea
                                che riesca a sfruttare degnamente uno stirling se non applicazioni onerosissime,
                                almeno per me.
                                Io non disdegno di sposare la filosofia di generare corrente sfruttando le pressione.

                                Stavo dando una occhiata alle pompe ad ingranaggi.
                                Tipo questa.



                                Questa pompa si muoverebbe grazie ai gap di pressioni.
                                L' unico suo limite è la temperatura d' esercizio;
                                però si potrebbe risolvere il problema ponendola in basso del tuo disegno.
                                A quel punto sfrutterebbe l' aria raffreddata del radiatore.
                                Edit: Questa pompa sfrutterebbe l' aumento di pressione avvenuto grazie all' innalzamento della temperatura e darebbe pressione ad un serbatoio di aria raffreddata la quale poi muoverebbe la pompa.
                                Sicuramente dovrebbe essere un circuito aperto e non in pressione
                                e si avrebbe produzione di energia ad intermittenza;
                                il problema dell' intermittenza non sarebbe così preoccupante visto che si potrebbe accumulare l' energia prodotta in batterie.

                                Restano sempre da capire i valori in ballo e se la cosa può essere sfruttabile a basso costo.
                                Personalmente sono in cerca di una soluzione soddisfacente, facilmente realizzabile, affidabile ed a basso costo.

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                                • #17
                                  Ciao MaCa,
                                  io invece non vorrei allargare l'argomento,
                                  a me gli Stirling ( alcuni almeno ) piaccciono, ma sei stato tu a tirarlo in ballo, nel tuo post delle 15,42 di oggi; forse nella mia risposta al tuo post precedente sono stat un pò circonvolut, perciò ti chiarisco subito che secondo me potrebbe anche funzionare con il sistema di riscaldamento che stiamo discutendo, però perderebbe qualcosa nell'efficienza a causa del fatto che non gli possiamo mandare dentro l'aria proveniente dal circuito e quindi ci vorrebbero due scambiatori di calore in più, uno sul lato caldo ed uno sul lato freddo, con conseguente diminuzione del deltaT utilizzabile , e dato che il deltaT che stiamo ipotizzando è già basso, non vedo utile ridurlo ancora.

                                  La pompa che hai postato ha un aspetto molto ben rifinito, ma non riesco ad aprire il link quindi neanche a leggere ulteriori informazioni; dico dati tecnici ( pressione e volume d'aria in primis, se va ad aria ), e soprattutto il costo;
                                  in ogni caso vorrei limitarmi a discutere l'apparato che ho proposto, perché mi interessa raccogliere abbastanza dati per decidere se tentarne la realizzazione oppure se abbandonare l'idea.

                                  Ciao e buon lavoro da Renatore
                                  Ultima modifica di Ospite; 14-06-2008, 21:31.

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                                  • #18
                                    ciao,
                                    penso che sia da ricercare la semplicità del progetto oltre alla fruibilità dell'energia da utilizzare.
                                    penso anche che tanti discorsi tengano lontano dalla sperimentazione che deve procedere parallelamente all'evoluzione del pensiero.
                                    comininciamo a costruire qualcosa e vediamo come e se funziona,poi iniziano le modifiche e le prove.
                                    labor(non solo di testa)omnia vincit

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                                    • #19
                                      facciamo qualcosa

                                      Ciao a tutti,
                                      ciao Rimba2, sono d'accordo, cominciamo a mettere insieme dei pezzi, per oggi mi sono salvat perché i fornitori sono chiusi ma da lunedì... addosso!

                                      Come si potrebbe fare, io partirei da cilindro e pistone, i termini della questione li hai seguiti? Tu cosa proponi? Ci sono quelli del Parallel Path che hanno messo su una bella squadretta, si sono divisi i compiti e tirano avanti come locomotive, anche se in una direzione senza sbocco secondo me, il metodo però mi pare valido.

                                      Dài manda un input, poi forse bisognerà ragionare anche di quattrini ( da spendere, è logico ).

                                      Tu per esempio sapresti dove rimediare un cilindro e un pistone compatibili con la faccenda? Poi c'è da studiare la questione delle valvole, del volano, asta biella e manovella, cuscinetti tenute e non so che altro, oltre agli scambiatori, magari per provare si può scaldare l'aria con qualche fiamma, addirittura con delle resistenze... da dove cominciamo?

                                      Non farmi aspettare troppo ché sono già eccitata!

                                      Ciao. buon lavoro da Renatore
                                      Ultima modifica di Ospite; 14-06-2008, 20:32.

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                                      • #20
                                        ciao,
                                        accidenti che solerzia!
                                        non ho chiaro il funzionamento ma,dato le esigue forze in gioco e risorse tecniche e dato l'obiettivo di semplicità di realizzazione affinchè possa davvero trovare un'applicazione anche per i meno opulenti abitanti della terra,mi viene in mente una pompa da bicicletta con la guarnizione opportunamente ammorbidita e modificatadove scorre l'asta per inserirvi una tenuta.magari di quelle pompe con diametro 4\5 cm.
                                        se è d'alluminio o plastica possiamo provare con il magnete permanente che aziona la valvola sul pistone.
                                        spero di averti stimolato ulteriormente.
                                        abbiamo un compito:
                                        salvare la terra.
                                        colleghiamo le mani col cervello e via!
                                        ciao
                                        s.

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                                        • #21
                                          forse la pompa da bici ha un diametro ridotto rispetto alla corsa che dovrebbe avere il marchingegno. allora un tubo di plastica arancione da acquedotto.
                                          ma a che temperatura lavorerebbe?

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                                          • #22
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                                            • #23
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                                              buona l'idea della pompa da bici, da camion fatte allo stesso modo ci sono?
                                              Perché piccola in quel modo... però chissà, diametro 50mm e corsa altrettanto fa una cilindrata di 86cm cubi, boh ce la farà a vincere i suoi propri attriti? Forse si, la superficie del pistone sarebbe 17,5 cm quadrati, anche se avessimo una differenza di pressione fra le due facce del pistone di soltanto 1atm, avremmo una spinta di 17,5 kg, forse ci si può fare qualcosa davvero, dài vedi se riesci a stimare quanti watt ne caviamo ( sai, per tarare gli strumenti di misura...).

                                              Ciao, grazie dell'input! Renatore

                                              P.S.: della reputazione non te ne preoccupare, tanto non ce l'abbiamo né te né io
                                              Ultima modifica di Ospite; 14-06-2008, 21:27.

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                                              • #24
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                                                tubo arancione no buono, troppo attrito interno, cilindricità approssimativa, non regge il calore,..ma una scorsa ai post precedenti dàgliela, c'è scritto della pressione della temperatura un sacco di altre cose, addirittura c'è un disegnino fatto con le mie manine e con i numeri che identificano i vari pezzi, non mi fare rispiegare tutto. Azione.
                                                Renatore
                                                P.S.: la corsa gliela determiniamo noi, se avessi letto il pappié precedente sapresti che tiriamo a fare un motore superquadro, magari anche di poco, il perché non lo so ma l'ha detto uno che ci capisce

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                                                • #25
                                                  Ok Renatore,
                                                  rimango nell' ottica del tuo progetto di partenza;
                                                  anche perchè il ragionamento che potrebbe uscir fuori potrebbe darmi degli ottimi spunti anche per quell' embrione di idea che intenderei sviluppare io.

                                                  Quindi si parla di stirling.
                                                  Mi ricordo che su youtube vidi un video dove un americano costruì un ministirling montato su parabola.
                                                  Ora vedo di recuperare l' embedded.

                                                  In questo video c'è uno stirling alimentato direttamente da una fresnel.
                                                  YouTube - FRESNEL SOLAR STIRLING ENGINE SUN POWER ALTERNATIVE ENERGY
                                                  Semplicissimo; ma quanto efficiente ?

                                                  In quest'altro video c'è uno stirling montato direttamente su una parabola.
                                                  YouTube - Stirlingmotor
                                                  Molto bello ed altamente sofisticato (almeno per la mia manualità).
                                                  Ma quanto rende ? Credo pochissimo e, anche a farlo sovradimensionato,
                                                  si avrebbe il problema di mantenere il fresco nel radiatore per periodi lunghi di tempo.
                                                  Mi correggano coloro che ne sanno più di me ma in uno stirling mantenere il gap termico è fondamentale; molto più che non partire con una determinata pressione iniziale.
                                                  Tu hai un problema iniziale di concentrare tutto il calore in uno spazio ben preciso che non è tanto il captatore quanto la parte da mantenere calda dello stirling stesso. Quindi dovrai concentrare tutto il calore accumulato all' interno di un fluido di poco volume.
                                                  Qui non se ne esce; o una parabola o una fresnel o una fiamma viva.

                                                  Però per dimensionare il tutto, onde ottenere dell' energia sfruttabile, dovrai tener conto di alcuni fattori.
                                                  Analizziamoli a mo' di esempio.
                                                  Ipotizzando la produzione di un Kw di potenza e sapendo che il rendimento di uno stirling dovrebbe essere approssimativamente del 25/30%
                                                  ti occorrerebbero 8 mq di parabola in quanto
                                                  8 x 0.5 (Kw al mq del sole) x 25% (efficienza stirling) = 1 (kw di potenza erogata).
                                                  Però dobbiamo tener conto del fatto che non è così semplice tener fresca
                                                  la parte radiativa dello stirling e qualcosa si perderà.
                                                  Alla luce di ciò non credo che dico una eresia se affermo che mi occorrerebbe
                                                  una fresnel (o il diametro di una parabola) di almeno 10/15 mq.

                                                  In più non mi sembra che in commercio esistano degli stirling affidabili che vengano venduti, pur se costruiti a mestiere, con una rassicurante condizione di affidabilità nel tempo.
                                                  Anche per questo motivo non ho mai stimato lo stirling un generatore su cui poggiare un impianto affidabile e duraturo nel tempo.... poi magari mi sbaglio di grosso.

                                                  Possiamo discutere sulle valvole, sulle tenute e sui materiali ma,
                                                  se il "mio" stirling dura un mese e poi si rompe, ed ogni mese ne rompo uno,
                                                  avrebbe senso costruire tutto questo ambaradam ?

                                                  Ecco perchè pensavo alle pressioni e non alla temperatura per la generazione di corrente; proprio perchè in commercio già si trova il tutto per poter realizzare qualcosa di affidabile, semplice e, nel contempo, economico.
                                                  Ciò non toglie che cercherò di darti il mio modestissimo aiuto qualora tu volessi portare a compimento tutta la cosa.

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                                                  • #26
                                                    Forse ho partorito l' idea che fa al caso tuo.
                                                    lol



                                                    Hai presente il video che ho postato dello stirling montato sulla parabola?
                                                    Ecco.... fai un parabolone enorme di 15 mq di diametro ed all' ombra della parabola cotruisci un megaradiatore in rame.
                                                    Non hai problemi di valvole, di pressioni e di condotte.
                                                    Ci piazzi nel fuoco della parabola la parte dello stirling captante ed hai risolto.

                                                    Credo che i costi siano altissimi e lo stirling non sarebbe affidabile nel tempo.
                                                    Però più semplice di così credo non si possa fare.

                                                    Eccotelo qui già bello che pronto.
                                                    YouTube - Stirling Engines - Solve Energy Needs?
                                                    Sì...ok... ma quanto verrebbe a costare ?

                                                    No... non è per me.

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                                                    • #27
                                                      Restare in tema

                                                      Ciao a tutti.
                                                      Ciao MaCa, vedo che trovo difficoltà a spiegarmi, ci riprovo...

                                                      ho iniziato questo thread chiedendo a chi è interessato di discure l'idea che presento;

                                                      fin dal tuo primo post ci hai messo dentro una turbina, poi ci hai aggiunto il motore Stirling, il compressore rovesciato ed una pompa;

                                                      ti ho chiesto di restare in tema ed ecco la tua risposta:
                                                      " OK Renatore,rimango nell'ottica del tuo progetto di partenza;.....quindi si parla di stirling ".

                                                      E da ultimo:".... fai un parabolone di 15 metri di diametro....e ci piazzi uno stirling..."

                                                      MaCa se vuoi lavorare su altre idee apri una discussione apposta, se ci càpito e mi sembra di avere un contributo da offrire sarà un piacere, scusa la franchezza ma così non mi stai aiutando.

                                                      Ciao da Renatore

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                                                      • #28
                                                        ciao,
                                                        una membrana è interessante ma di lamiera sai che gong,che rumore!
                                                        ho provato a misurare la corrente all'uscita di un altoparlante che muovevo con le dita.
                                                        qualcosa esce.certo andra ottimizzato il sistema e magari invece di un magnete permanente si potrebbe mettere(visto che il sole non manca)un pannellino fotovoltaico che alimenta l'elettromagnete.
                                                        spero di avere presto idee da sviluppare.
                                                        scusa per il mio precedente intervento troppo superficiale.
                                                        a presto
                                                        s.

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                                                        • #29
                                                          se ci teniamo sotto 100 gradi potrmmo usare la gomma per la membrana magari a soffietto,basta guardare la gomma dell'oblo della lavatrice.
                                                          riciao
                                                          s.

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                                                          • #30
                                                            membrana

                                                            Ciao a tutti,
                                                            ciao rimba2, spieghiamo la faccenda così tutti possono capire,
                                                            dunque, abbiamo pensato di usare una membrana al posto del pistone, e quindi: di metallo, non di metallo, insomma questa è la nuova idea.

                                                            Naturalmente la membrana avrebbe una corsa minima, riesce difficile immaginare un sistema biella-manovella con una corsa così corta, e quindi invece di un generatore normale, cioè per capirci di quelli che girano, ci è venuto in mente un generatore lineare.

                                                            rimba2, ma se noi abbiamo un sistema per produrre corrente elettrica, che bisogno abbiamo di un pannellino fotovoltaico, perché complicare le cose, lo sai che giro con il rasoio di Occam in tasca !

                                                            Poi davvero, leggi qualcosa, 100°C sono pochi. Però boh, non lo dico per esperienza ma per imparaticcio quindi forse potrbbe anche andare, però non mi suona bene.

                                                            E poi non ti stare a scusare di niente, ti è venuta un'idea e l'hai condivisa, che ci vedi di inadeguato?

                                                            Ciao, buon lavoro da Renatore
                                                            Ultima modifica di Ospite; 15-06-2008, 19:29.

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