Stirling no- piston

[rampa]

Cayley

Ciao. No non è uno stirling.

..E va ben, non è uno Stirling, ho perso la scommessa, dovrò pagare la pizza agli amici.

Solo per chiarezza, nel disegno del post ultimo (#149) la valvola l'ho disegnata solo per mostrare in che modo questo Cayley potrebbe funzionare come ipotetica pompa di calore. Non è una valvola unidirezionale, ha un foro centrale più piccolo che consente di creare differenze pressorie tra la camera più piccola (dove si comprime il gas e che si riscalda) e la camera più grande (dove il gas si espande e si raffredda), solo nella fase di spinta e non viceversa.

Sempre per chiarezza, ipotizzavo 270° Celsius di deltaT, quindi 600° Kelvin di Max e 330°Kelvin di Min (60°Celsius).

Continuando con la disquisizione teorica, volevo dire che questa macchina va dimensionata secondo il DeltaT previsto.
Mi spiego. Con un DT di 270° la superficie del pistone maggiore dovrebbe essere il doppio di quella del pistone minore (rapporto 2/1). Ma se si lavora con un DT di 550°, il rapporto sale a 3/1 e le rese teoriche potrebbero forse diventare meno scadenti.

Un'accurata progettazione inoltre che consenta di diminuire gli attriti e di pressurizzare il sistema (sembrerebbe una cosa impossibile !), potrebbe rendere interessante il tutto. Niente a che vedere comunque nè con un motore a scoppio, nè con una turbina...

Ad esempio guardiamo questo schema:

http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1264154966

Sarebbero due Cayley uniti con la parte calda. I pistoni di spiazzamento gas non hanno necessità di tenute pressorie forti, anzi basta una tenuta molto bassa, con fortissima riduzione degli attriti. L'unico punto di tenuta pressoria importante, in caso di iper-pressurizzazione del sistema, sarebbe quello indicato con la freccia, ma in quel punto il diametro è molto piccolo.

Ad una resa teorica praticamente raddoppiata, aumentando la pressione e quindi la massa del gas del sistema, si possono aggiungere rendimenti ulteriori, senza quasi aumentarne gli attriti.

E' proprio tutto da buttare ?

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[Stranamore]

La filosofia e l'economia

Nessuna idea è mai da buttare. Infatti io non dico che non funziona, anzi, solo che rende poco. Però anche questa affermazione è da prendere "cum grano salis". Sono stato un patito dei rendimenti alti per una vita, salvo poi dovermi ricredere quando ho capito che quello che manda avanti il mondo non è il rendimento, ma l'economia.
Sembra una affermazione filosofica e forse lo è, ma provo a contestualizzarla. Un generatore non ha solo il suo combustibile come voce di costo. Ma almeno tre principali più molte secondarie.
1) Il costo di acquisto, che incide con il suo ammortamento sull'energia prodotta.
2) Il costo del combustibile, che incide in modo ovvio.
3) Il costo della sua manutenzione, che incide come il punto 1.

Il rendimento ha impatto solo nel punto due, quindi su una parte più o meno piccola del costo totale.
Ora prendiamo in esame un generatore ad energia solare. Quanto costa il suo combustibile? Zero? Quasi. Nel senso che il suo costo nella realtà non è un variabile ma un fisso, lo ritrovo nell'ammortamento del costo degli specchi.
Quindi la situazione è molto diversa che se stessi ragionando di un motore a benzina in cui il costo principale è il suo combustibile.
Il mio punto di progetto sarà quello che mi minimizza il costo del Kwhr nell'arco di vita del generatore.
Con l'energia solare specialmente, non conviene quasi mai andare a rendimenti alti.
Quindi gli spazi per macchine semplici, economiche, e longeve secondo me ci sono. Specialmente per la distribuzione distribuita.

[Stranamore]

Pardon: Generazione distribuita

[rampa]

La filosofia e l'economia

Nessuna idea è mai da buttare.
...
Quindi gli spazi per macchine semplici, economiche, e longeve secondo me ci sono. Specialmente per la Generazione Distribuita.

Quoto totalmente e aggiungo... il divertimento di pensare...

[rampa]

«Mi faccio un brodo? Ma me lo faccio doppio!»

..Col Doppio brodo Star... Era uno spot di Totò su Carosello...

Fare un Alfa Stirling ? E' meglio farlo doppio...
Meno problemi di tenuta, quindi possibilità di pressurizzazione e doppia resa.


http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1264416706

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[Stranamore]

Più che doppio bisogna farlo quadruplo. Infatti il ciclo superiore ha il corretto sfasamento di 90° mentre l'altro è a 270°. Invece se prevedi 4 pistoni doppio effetto, ognuno collegato al suo successore ed al suo precedente, ecco che hai 4 stirling alfa doppio effetto. Funziona benissimo, anzi gli stirling di alta potenza non vengono oramai fatti che così. PEr tutta uan serie di ragioni, la cui principale è che questa configurazione minimizza il problema delle tenute.

[rampa]

Più che doppio bisogna farlo quadruplo. Infatti il ciclo superiore ha il corretto sfasamento di 90° mentre l'altro è a 270°. Invece se prevedi 4 pistoni doppio effetto, ognuno collegato al suo successore ed al suo precedente, ecco che hai 4 stirling alfa doppio effetto. Funziona benissimo, anzi gli stirling di alta potenza non vengono oramai fatti che così. Per tutta una serie di ragioni, la cui principale è che questa configurazione minimizza il problema delle tenute.

L'obiezione dello sfasamento diverso (90° e 270°) me l'ero posta anch'io, ma poi l'ho scartata per una semplice considerazione. Il volano dello Stirling può girare sia in un verso che nell'altro e pertanto uno sfasamento di 90° che permette il corretto funzionamento con il volano che gira ad esempio in senso orario, diventa uno sfasamento di 270° con lo stesso volano che gira in senso antiorario, e questo non ne impedisce il funzionamento. Spero di non dire una ca..ata ...!

Circa la configurazione da te proposta, se è come quella qui disegnata, faccio notare che non offre particolari vantaggi rispetto ad uno Stirling-alfa-doppio ma con volume più grande. Forse conviene metterne un altro dall'altro lato del volano, per risparmiare sulla spesa del volano...

http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1264580468

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[rampa]

L'antico e il moderno... Cayley ORC...

...
Pochi credo potrebbero classificarti questo motore, perchè a livello concettuale è veramente appartenente alla preistoria.
...

Cayley !...Ma sto riesumando cadaveri ? Mah ! Mi piace pensare invece che siano dei dormienti in attesa di essere resuscitati. Mi pare sia successo così anche con lo Stirling.

Il vecchio Cayley offre degli spunti interessanti di riflessione.
Come scrivevo nel post #151, "questa macchina va dimensionata secondo il DeltaT previsto", perchè questo motore diventa tanto più efficiente quanto più elevato è il rapporto tra le superfici dei due pistoni. 

Allego un'immagine per spiegarmi meglio.
http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1264588972

Ora, una macchina con un rapporto elevatissimo come si vede in B rispetto ad A (nella figura il valore è di 570 circa), non è utilizzabile con nessun gas per qualsivoglia temperatura o pressione, ma intuitivamente può tornare utilissima prevedendo l'uso di un cambiamento di stato. Basta insomma costruirci intorno un ORC. Va dimensionata quindi secondo i DeltaP e non i DeltaT. Diventa però un Cayley aperto.
La macchina costerebbe pochissimo e potrebbe utilizzare oltre all'energia solare anche i cascami calorici di altri procedimenti termici.
Andrebbe in pratica a sostituire la turbina, del resto difficilmente realizzabile in casa, bisognosa di periodiche manutenzioni e di accorgimenti tecnici perchè non si rovini . Diventa quindi interessante a livello hobbystico.

E' ovvio che sia già stato tutto fatto e in modo migliore a livello industriale, non c'è niente di nuovo in tutto questo, ma un ORC a pistoni, fatto in casa, diventa intrigante.

I DeltaT di un ORC (80-150° per l'acqua, meno per gli ORC) sono decisamente irrisori rispetto a quello dei motori a gas, quindi meno problemi di tolleranze meccaniche, dilatazioni termiche eccetera. Per contro i DeltaP sono di molto superiori (5-10 atm) perchè le calorie coinvolte nelle variazioni di fase sono semplicemente enormi.
Sì, perchè è la quantità di calore che genera energia utile, non la temperatura. In un qualsiasi motore a gas esotermico le quantità di calore coinvolte sono basse e diventano ridicole nei motori a pressione atmosferica. Per questo bisogna assolutamente iperpressurizzarli, con enormi problemi di tenuta meccanica e di attriti (a meno che non si usi il pistone liquido come nel SOD-A e nel SOD-C di vecchia memoria).

Ma è patetico tutto questo ? Forse !
Le leggi della termodinamica sono stabilite oramai da 150 anni, tutto è già stato fatto e capito; agli hobbysti non resta che applicare alcuni degli accorgimenti tecnici utili che la tecnologia moderna offre.

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[Stranamore]

Se è vero che l'energia la da il calore, la temperatura ne stabilisce la percentuale massima che può essere convertita in lavoro. Il secondo principio della termodinamica è insormontabile. Dura lex, sed semper lex.
La funzione termodinamica che da la misura esatta della possibilità di conversione si chiama EXERGIA, e fa parte da almeno 20 anni dei programmi universitari, perlomeno quelli di ingegneria. Il motore a vapore a pistoni è stato il primo ad essere storicamente sviluppato proprio per i motivi che hai citato tu, cioè la facilità di ottenere elevati salti di pressione con piccoli salti di temperatura, ma al prezzo di un rendimento infimo, che raramente arrivava al 10%. Non è un caso che sin da subito sia i motori Stirling che gli Ericsson hanno dimostrato un rendimento, leggi consumo specifico, decisamente migliore dei motori a vapore anche del 50% (rendimenti tra il 13 ed il 15%). Al prezzo però di una affidabilità molto minore dovuta alle temperature molto + alte ed ad un concentrazione di potenza molto più bassa legata al delta di pressione minore. In poche parole per ogni cavallo pesavano di più.
Perfino oggi gli ORC faticano ad arrivare al 10%, nonostante il vantaggio del fluido organico ad alto peso molecolare e dal minore calore latente di vaporizzazione.
Qualcuno potrebbe obiettare: ma perchè semplicemente non utilizziamo vapore alla stessa Tmax dell'aria degli stirling? Perchè sennò sarebbe troppo facile. Scherzo. La risposta sta del diagramma pressione volume del liquido e nella famosa "Curva a campana". Un fluido a cambiamento di fase, finchè è al di sotto del punto critico, ha un legame biunivoco tra tempertura e pressione di vaporizzazione. E' una legge ferrea come il teorema di Carnot. Per l'acqua parliamo di diverse centinaia di atmosfere gia a 300 °C. Quindi salire di temperatura vuol dire o arrivare a pressioni proibitive per i materiali, o vaporizzare a temperatura bassa e poi surriscaldare il vapore. Questa pratica però comporta la necessità della rigenerazione e quindi cost idi impianto molto elevati. A parte che si giustifica solo per taglie da mega centrale. Comunque dati i limiti di snervamento a caldo degli acciai inossidabili di oggi, il vapore è praticamente plafonato a 600- 650 °C di Tmax. Anche il suo rendimento è quindi plafonato al 43% senza grosse speranze di miglioramento. Se pensate che questo rendimento (equivalente a circa 195 gr/KwHr di consumo specifico) è alla portata di un normale diesel da autotrazione capirete anche come mai oggi il mondo gira con dei cicli a gas senza cambiamento di fase. Una turbina moderna di derivazione aereonautica raggiunge una Tmax di 1600 °C, un motore diesel i 2000 °C ed un benzina sfiora i 2500 °C.
Il vero giustificativo economico odierno delle centrali a vapore non è il loro rendimento, ma il basso costo del loro combustibile. Possono infatti bruciare il carbone, i rifiuti, le biomasse e perfino la mitica Bunker C, che per chi non lo sapesse è praticamente bitume a temperatura ambiente per diventare fluida solo se preriscaldata a 200°C.
E' un altro modo di vedere il discorso fatt oqualche post indietro sui rendimenti da adottare per il solare.
Comunque se fai un giro nel topic "Motore Brayton ad aria calda" troverai un mio post con allegato il brevetto originale del TIDAL REGENERATOR ENGINE. Rimarrai sorpreso nello scoprire che il suo principio di funzionamento non è lontano da questa tua proposta, ed è stato realizzato come cuore artificiale.
Buona lettura

[Stranamore]

PS. Lo schema dello stirling alfa di cui parlavo non era assolutamente quello da te disegnato. Ma prevede 4 cilindri doppio effetto su 4 manovelle di un albero motore in linea tra loro sfasate di 90°. Era di questo tipo il motore stirling MAN da autobus.
Un altro modo equivalente di realizzarlo è un piatto oscillante con i 4 cilindri attorno all'asse centrale.
Peraltro 90° o 270° uguali non sono. A parità di verso di rotazione se con i 90° hai il funzionamento da motore con i 270 hai la pompa di calore a ciclo stirling.

[rampa]

Se è vero che l'energia la da il calore, la temperatura ne stabilisce la percentuale massima che può essere convertita in lavoro. Il secondo principio della termodinamica è insormontabile. Dura lex, sed semper lex.
La funzione termodinamica che da la misura esatta della possibilità di conversione si chiama EXERGIA, e fa parte da almeno 20 anni dei programmi universitari, perlomeno quelli di ingegneria...

Non si può che essere d'accordo, ma esistono delle cose strane che apparentemente, ripeto solo apparentemente, vanno contro queste affermazioni.

Ad esempio questa:
Motore ad iniezione d'acqua - Wikipedia

Ci ritroviamo con un motore che ad un'analisi superficiale, renderebbe di più avendo la TMax inferiore rispetto la versione tradizionale.
La contraddizione è solo apparente, perchè l'abbassamento del TMax avviene a spese del surriscaldamento dell' acqua, che sviluppa maggior pressione. L'energia della combustione non cambia, cambia però la massa coinvolta nell'espansione termica.
In effetti viene usato un cambiamento di stato, in questo caso non reversibile.

Se si riuscisse a fare qualcosa del genere in un motore esotermico a ciclo reversibile... !!!
Qualche mezza idea la si è vista nel forum, sopratutto riguardo il raffreddamento del rigeneratore, ma non se ne sono visti gli sviluppi.

[rampa]

....
Peraltro 90° o 270° uguali non sono. A parità di verso di rotazione se con i 90° hai il funzionamento da motore con i 270 hai la pompa di calore a ciclo stirling....

Su questo punto invece non sono d'accordo... pazienza... ognuno resta della propria opinione e... amici come prima...

Buon WE a tutti !!!

[Stranamore]

La fase

Ciao Rampa. Divido l'intervento in due parti. Una per lo stirling che credo sia pienamente in topic, l'altro per l'iniezione d'acqua e le fonti inaffidabili...
Partiamo dallo stirling.
La fase, o meglio la differenza di fase tra pistone di potenza e displacer, stabilisce la legge di variazione dei volumi. Immagina una classico alfa a due cilindri sfasati di 90° fisici come quello in questa pagina: Moteur Stirling de type Alpha

Ora se il pistone freddo è in ritardo di 90° si dice convenzionalmente che lo sfasamento è di 90°. La variazione di volume segue la sequenza della pagina nel link.
Una fase in cui tutti e due i pistoni salgono fino a che quello caldo raggiunge il punto morto superiore e quello freddo è a metà corsa. Essendo una riduzione di volume è la compressione, raffreddata perchè il fluido viene spinto nel cilicndro freddo passanso per i tre scambiatori in serie, caldo, rigeneratore e freddo.
A questo punto il pistone caldo supera il punto morto superiore mentre quello freddo continua a salire. Se i due pistoni hanno lo stesso alesaggio è facile riconoscere la fase a volume costante del ciclo riscaldata (percorso inverso del gas nei tre scambiatori). Quando il freddo supera il punto morto tutti e due i pistoni si trovano a scendere. E' l'espansione riscaldata, perlomeno per la maggior parte del fluido. Segue una nuova fase a volume costante quando il pistone caldo arriva al punto morto inferiore.
Ma tutto questo i più lo sanno già.
MA che succede se il pistone freddo precede quello caldo di 90 ° perchè inverto il senso di rotazione o se sullo stesso motore , il che è lo stesso, scambio di posto lo scambiatore caldo con quello freddo a parità di verso di rotazione? Questa situazione che convenzionalmente è chiamata sfasamento di 270°, mi darà il seguente risultato: a parità di variazione dei volumi mi ritroverò a riscaldare il fluido durante la compressione e a raffreddarlo durante l'espansione. Cioè il motore assorbirà potenza invece che fornirla. Se ho il buonsenso di spegnere il bruciatore e di trascinare il motore in rotazione mi troverò che un lato si raffredda ed uno si scalda. Cioè una pompa di calore od un frigorifero a seconda se il mio effetto utile è il freddo od il caldo.

[Stranamore]

LE informazioni inaffidabili

Allora partiamo da un principio fondamentale: le informazioni sul web sono inaffidabili. Comprese a volte quelle di Wikipedia. Questa è basata su contributi volontari encomiabili, ma non sempre competenti.
Il motore ad iniezione d'acqua non è più efficiente.
Tutti gli esempi citati infatti, non giudico male il redattore in buona fede perchè è roba veramente storica che pochi conoscono, sono di motori aereonautici da combattimento. Il sistema di iniezione d'acqua (in realtà era di eutettico acqua metanolo) non era assolutamente finalizzato all'aumento del rendimento ma della potenza disponibile per brevi periodi in situazioni critiche legate al combattimento aereo. Un concetto simile a quello, posteriore in data di adozione, del post bruciatore in turboreattore.
Ma contrariamente a quello che si potrebbe pensare l'aumento di potenza non era assolutamente legato all'aumento di pressione dato dall'acqua in combustione. L'abbassamento delle temperature durante la combustione infatti è assolutamente deleterio al buon funzionamento del motore sia come termodinamica sia come funzionamento pratico.
Il primo effetto è legato al rallentamento della combustione che allarga quindi l'arco angolare in cui si compie che è la principale causa di discostamento del ciclo reale dall'ideale.
IL secondo è legato ai misfire e relative irregolarità.
L'aumento di potenza era in realtà legato all'evaporazione dell'acqua nel collettore di aspirazione e nella fase di aspirazione che, con il raffreddamento conseguente, determinava un consistente aumento del peso specifico dell'aria a parità di pressione fornita dal sovralimentatore. Era in buona sostanza come avere un efficacissimo intercooler aggiuntivo. Il metanolo nella miscela iniettata aveva tre scopi. Primo impediva all'acqua di congelare. A 1000 mt di quota l'aeroplano viaggia in aria a -50°C.
Secondo esso pure ha un enorme calore latente di evaporazione.
Terzo è un combustibile. Era in grado quindi di bruciare con l'aria aggiuntiva introdotta nei cilindri senza quindi dover correggere la quantità di benzina iniettata o fornita dal carburatore.
A quei tempi l'iniezione elettronica era di la da venire così come la sonda lambda per il controllo del titolo della miscela.
Oggi non è cambiato molto. Gli impianti di iniezione d'acqua disponibili in aftermarket servono allo stesso scopo e funzionano in base allo stesso principio. Servono cioè solo a bruciare il semaforo nelle gare di accellerazione.
Tieni presente infatti che in ogni caso qualsiasi turbo benzina usa questo effetto. Solo che usa la benzina stessa. Ad alto carico funzionano con eccesso di benzina iniettata per raffreddare.
Sempre per completezza di informazione voglio citare un tentativo di utilizzare l'inieziona d'acqua per l'aumento di rendimento.
Era un motore a 6 tempi con iniezione diretta di acqua in camera di combustione. Ma il principio era molto diverso dai motori citati da wikipedia. Il motore funzionava in maniera tradizionale per i primi 4 tempi. Arrivati al punto morto di scarico a valvole chiuse avveniva l'inizione d'acqua. LA successiva espansione traeva energia dal vapore così prodotto che nell'ultimo tempo veniva scaricato.
Però è evidente come il calore di vaporizzazione fosse preso dai gas di scarico e dalle pareti roventi. Era quindi calore altrimenti buttato via.
In ogni caso, come tutte le iniezioni d'acqua, rimaneva il problema delle corrosioni a caldo ed a freddo dei materiali ferrosi di cui il motore è principalmente fatto.
Ripeto: la pressione è importante, ma la temperatura di più. Almeno per il rendimento.

[Stranamore]

PS. Stirling a cambiamento di fase ne hanno studiati parecchi in molte università e laboratori di ricerca. MA nessuno ha superato il livello di studio teorico.
Sembrano più promettenti invece i fluidi reattivi a cambiamento di numero di molecole. Cioè un fluido che aumenta numero di moli per dissociazione quando riscaldato (aumenta quindi la pressione a spese di un piccolo assorbiento di calore) ma rimanendo sempre in fase gassosa. Viceversa riassociandosi richiede meno lavoro di compressione.
Il tetrossido di azoto è quello più papabile. MA comunque sono solo studi teorici. Non mi risulta che sia mai arrivato qualcosa di funzionante.

[rampa]

Alfa Boxer

Mi sono divertito a simulare graficamente le varie fasi di un ciclo Stirling alfa doppio come indicato nel post #155.

http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1264868710

Ho conservato le immagini presenti nel link mandato da Stranamore, a cui ho aggiunto il secondo Stirling, cercando nel disegno essere quanto più preciso (onesto) possibile.
Indico con "a" lo Stirling superiore e "b" lo Stirling inferiore.
Le vere posizioni sono 8 e non 12 come mostrato nei disegni. Le ho evidenziate a lato del disegno con un' incorniciatura. Corrispondono ognuna ad un movimento di 45° del volano.
Dei due Stirling ho scritto poi i volumi (da 0 a 4) delle due camere calde "C" e delle due camere fredde "F".
"0" e "4" sono i punti morti, 1-2-3 sono le posizioni intermedie.

Il ciclo dello Stirling"a" incomincia, come indicato nella didascalia del link, in "a1" a cui segue uno sviluppo di volumi dei relativi due pistoni "C" e "F" secondo una sequenza ben precisa fino ad "a12".
Lo stesso ciclo con lo sviluppo degli stessi volumi si svolge anche nello Stirling"b", solo che incomincia, come del resto era intuibile in "b7" e finisce in "b6".
Ribadisco che lo sviluppo dei volumi caldo e freddo di "b" è uguale identico a quello di "a", segue cioè la stessa direzione, solo sfasata di di mezzo giro.
Non vedo gas e temperature che che scorrano in senso contrario alla dinamica utile.

E' chiaro che questo gioco grafico dice poco e che la vera dimostrazione viene data da un'eventuale costruzione di un'alfa doppio, però la cosa è alquanto suggestiva.

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[rampa]

Sfasamento 90-270°

Lo sfasamento 90-270° dello Stirling-alfa è una cosa vera, tanto vera che l'alfa è l'unico tipo di Stirling rispetto al beta e al gamma che non consente il movimento del volano in entrambi i sensi.
Deve girare solo per un verso, quello cioè che garantisce che l'espansione calda avvenga verso il pistone caldo.

Combinazione però, nell'alfa doppio da me indicato, l'inversione non avviene, almeno così mi pare dall'analisi della simulazione grafica da me effettuata e di cui allego un'immagine. E non ci credevo nemmeno io.

http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1265125049

L'espansione calda avviene nel pistone caldo anche nel secondo Stirling, perchè questo rimane in fase a 90°, anche se nell'erogazione di potenza rimane ritardato di mezzo giro rispetto al primo. Meglio !

Senz'altro la cosa qualora fosse vera, è già stata proposta da qualcuno qualche tempo fa, ma non so quanto sia nota nel Forum.

Se dal punto di vista teorico la proposta è curiosa se vera, diventa interessantissima dal punto di vista pratico perchè consentirebbe di costruire uno Stirling alfa doppio con quasi la stessa spesa di uno singolo, ma sopratutto permetterebbe di pressurizzare il motore con pochissima spesa e pochissimo attrito e tutti sappiamo quanto sia difficile ottenere questo.


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[Stranamore]

Ciao Rampa. Dalla sequenza sembra funzionare, ma è una situazione diversa dai cilindri a V. Questa configurazione è nota nella storia degli stirling, ma non ha mai avuto successo per un motivo semplice, perchè richiede la tenuta alla pressurizzazione sullo stelo sul cilindro caldo. E questo nella pratica non funziona molto. Funzionava nei motori atmosferici, e neanche tanto, ma di sicuro non nei pressurizzati. Immagina di avere una tenuta strisciante che è proprio sulla testa calda a 800 °C. nessun materiale od olio conosciuto potrebbe reggere.

[rampa]

sembra funzionare...

Ciao Rampa. Dalla sequenza sembra funzionare, ma è una situazione diversa dai cilindri a V. Questa configurazione è nota nella storia degli stirling, ma non ha mai avuto successo per un motivo semplice, perchè richiede la tenuta alla pressurizzazione sullo stelo sul cilindro caldo. E questo nella pratica non funziona molto. Funzionava nei motori atmosferici, e neanche tanto, ma di sicuro non nei pressurizzati. Immagina di avere una tenuta strisciante che è proprio sulla testa calda a 800 °C. nessun materiale od olio conosciuto potrebbe reggere.

Ciao Stranamore. La simulazione grafica sui cilindri a V l'avevo già fatta prima di questa, ma poi per ragioni di spazio, ho preferito postare la successiva.
La mando ora. Scusa ma a volte mi pare di essere "eccessivo" !

http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1265147451

Sono quattro Stirling. Come capirai mi piacciono le configurazioni multiple e tendo a proporre versioni pressurizzabili, almeno in teoria.

La tenuta dei pistoni interni può essere del tutto tranquilla, anche perchè è un gas che va e viene: pochissimo attrito quindi.
La tenuta sullo stelo invece è facilmente ovviabile, basta che lo stelo scorra dentro un tubicino di lunghezza tale da poter essere raffreddato abbastanza verso l'estremità distale...


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[rampa]

temperature...

...oltre al fatto che una forte pressurizzazione consente di abbassare le T di lavoro... Penso al solare.

Le configurazioni multiple (da 4 a 6 Stirling alfa doppi, che diventano 8 o 12) consentirebbero di eliminare il volano centrale che verrebbe semplicemente sostituito dalla dinamo rotante.

[sodal]

motore stirling oleodinamico

ciao a tutti, sono un novizio.
ho letto con interesse questo forum sul motore stirling oleodinamico. Volevo capire se per il motore stirling e' fondamentale una rotazione costante.
Nel caso sia fondamentale una rotazione dell'albero il piu' costante possibile ritengo che l'oleodinamica serva al nostro scopo in quanto ci permette molti controlli.
Ho realizzato un circuito oleodinamico ( scusate per la realizzazione a mano libera ) che cerca di stabilizzare la rotazione.

[rampa]

ciao a tutti, sono un novizio.
ho letto con interesse questo forum sul motore stirling oleodinamico. Volevo capire se per il motore stirling e' fondamentale una rotazione costante.
Nel caso sia fondamentale una rotazione dell'albero il piu' costante possibile ritengo che l'oleodinamica serva al nostro scopo in quanto ci permette molti controlli.
Ho realizzato un circuito oleodinamico ( scusate per la realizzazione a mano libera ) che cerca di stabilizzare la rotazione.

Ciao Sodal, benvenuto nel Forum.
Lo Stirling è un motore essenzialmente pulsante. E' una camera chiusa piena di gas che diventa prevalentemente calda e prevalentemente fredda tramite un alterno dislocamento interno del gas stesso. La dilatazione e la contrazione alternata del gas che si verifica di conseguenza, provoca rispettivamente un aumento e una diminuzione della pressione che viene raccolta o muovendo un pistone metallico (Stirling tradizionale) o spostando olio diatermico (Stirling oleodinamico) per far poi o girare un volano/turbina (dinamo rotante) o oscillare un' elettrocalamita (dinamo pulsante).
Date queste premesse, ti confesso che non riesco ad inquadrare chiaramente i concetti espressi nel tuo disegno.
Saluti !

[sodal]

Ciao Sodal, benvenuto nel Forum.
Lo Stirling è un motore essenzialmente pulsante. E' una camera chiusa piena di gas che diventa prevalentemente calda e prevalentemente fredda tramite un alterno dislocamento interno del gas stesso. La dilatazione e la contrazione alternata del gas che si verifica di conseguenza, provoca rispettivamente un aumento e una diminuzione della pressione che viene raccolta o muovendo un pistone metallico (Stirling tradizionale) o spostando olio diatermico (Stirling oleodinamico) per far poi o girare un volano/turbina (dinamo rotante) o oscillare un' elettrocalamita (dinamo pulsante).
Date queste premesse, ti confesso che non riesco ad inquadrare chiaramente i concetti espressi nel tuo disegno.
Saluti !

Vediamo se riesco a spiegare il mio circuito.
parto dal concetto di separare i due pistoni idraulici quello caldo e quello freddo e collocarli in posti separati ( es uno al sole e l'altro nell'acqua o nel sottosuolo ) per aumentare la dilatazione del gas.
la parte idraulica e' costituita da un ponte di greaz che alternativamente fa passare il flusso di olio sempre nella stessa direzione dove c'e' il motore. Vicino al motore ho aggiunto un accumularore per compensare il flusso dell'olio che e' soggetto ad impulsi.
spero di essere stato esaustivo. ciao

[rampa]

Vediamo se riesco a spiegare il mio circuito.
parto dal concetto di separare i due pistoni idraulici quello caldo e quello freddo e collocarli in posti separati ( es uno al sole e l'altro nell'acqua o nel sottosuolo ) per aumentare la dilatazione del gas.

Se per questo intendi uno Stirling, guarda che probabilmente bisognerà che tu approfondisca un po' meglio l'argomento...

La parte idraulica e' costituita da un ponte di greaz che alternativamente fa passare il flusso di olio sempre nella stessa direzione dove c'e' il motore. Vicino al motore ho aggiunto un accumularore per compensare il flusso dell'olio che e' soggetto ad impulsi.
spero di essere stato esaustivo. ciao

Ho visto il ponte di graetz "idraulico". Non serve in questo caso, perchè la presa dello Stirling è una sola e non due come nella corrente elettrica alternata. A meno che tu non ci metta due Stirling sfasati tra loro, ma questo è un altro discorso.
Tanto per spiegarmi meglio ti mando un disegno.

http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1265222339

Noi abbiamo solo la presa "A".
Se manca la presa "B" (azzurro), anche le due valvole rosse vanno eliminate.
Con "+" e "-" cerchiati indico due vasi di espansione, uno in pressione e uno in depressione... sarebbero due "condensatori" in elettrotecnica.

Le linee nere rappresentano lo schema di uno Stirling oleodinamico a flusso continuo, come descritto nei precedenti post di questo topic.


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[sodal]

ciao rampa,
hai ragione, pensavo erroneamente che i due cilindri potessero funzionare anche senza un collegamento meccanico. Avevo sostituito la parte meccanica con una idraulica.

[rampa]

Se avesse ancora un senso...

Se avesse ancora un senso... costruire uno Stirling Alfa, dovrebbe essere fatto solo in questo modo.

Sempre doppi alfa, ovviamente !

http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1265647314

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[DinoDF]

Non capisco perché non abbia più senso costruire uno stirling Alpha...
Comunque la configurazione da te proposta ha tanti svantaggi, forse più che vantaggi, il primo è che è molto complicato riscaldare (e raffreddare) omogeneamente una superficie così estesa, anche lo scambio termico risulterà poco efficiente dato che solo una parte di ogni cilindro risulterà calda (o fredda), il secondo problema è dato dalla non costante dilatazione nei cilindri, per effetto della diversa temperatura attorno i cilindri, un altro problema è dato dalla lubrificazione, complicata e poco uniforme, vedi i problemi ai motori stellari aeronautici.
Sicuramente ci saranno anche altri problemi

D

[rampa]

Non capisco perché non abbia più senso costruire uno stirling Alpha...
Sicuramente ci saranno anche altri problemi

Sottintendevo che i pistoni fossero immersi in liquidi circolanti...

[DinoDF]

La vedo dura utilizzare in completa sicurezza dei liquidi a 5-600°C (come minimo) almeno per un hobbista, comunque il problema della lubrificazione persiste.
Bello comunque, ci avevo pensato pure io poi documentandomi sui problemi dei motori stellari ho lasciato perdere.

[rampa]

Ok, meglio lasciar perdere... non è roba da hobbisti.
Comunque il problema della lubrificazione persisterebbe anche se il motore fosse singolo, e qui ne abbiamo 16.
Però abbiamo un volano in meno e per 16 alfa abbiamo solo due cuscinetti sull'albero motore.
Ah, dimenticavo... le bielle vengono sostituite da un tubo flessibile (che regga ad escursioni di 35°) ancorate tutte e otto al rispettivo cuscinetto.
Motore stellare ? Galattico direi !!!!