Turbogeneratore Brayton per Scarico Motore

[masterlegnano]

[QUOTE=Nuke;119085703]Ero partito a dimensionare il motore su queste potenze da delle offerte che mi avevano fatto [QUOTE]


fammi capire, il motore non c'č ancora, e quindi stiamo solo facendo accademia?

[Nuke]

Volevo acquistare un generatore usato da 205Kw che avevo trovato,
ma adesso non sono sicuro che sia un 205Kw effetivo.

Di quella macchiana non ho una scheda, pensavo di aver trovato un equivalente.
non ne farenno mica 2000 modelli con potenza da 200Kw.

č un Cummins usato come generatore da 200Kw per produzione quindi in continuo.

Prima d'ora non avevo valutato questo, quindi se quello usato era un generatore da 200Kw
continui il motore che potenza ha?

cerco di riordinare le idee CZZ.

[masterlegnano]

quindi se quello usato era un generatore da 200Kw
continui il motore che potenza ha?

200Kw continui + le ipotizzabili perdite al generatore

tutto sta nel definire i tempi per i quali le potenze sono erogate

se ben ricordo negli earei č cosė, si specifica la potenza erogabile per il tempo

per il tempo necessario al decollo, una certa potenza

per la navigazione un'altra

per il combattimento un'altra ancora....

se vuoi 200Kw continui...
.......................................chiedi un motore da 200 Kw continui

se poi un motore di quella taglia puō erogare 350Kw per 30 secondi, č solo una scelta commerciale chiamarlo "motore da 350Kw"

mi sembra comunque che esistano delle norme per la misura della potenza dei motori, qualcuno ne conosce?

[Nuke]

Se guidassi caccia forse non istallerei generatori...forse

200Kw continui + le ipotizzabili perdite al generatore

tutto sta nel definire i tempi per i quali le potenze sono erogate
....
se vuoi 200Kw continui...
.......................................chiedi un motore da 200 Kw continui

se poi un motore di quella taglia puō erogare 350Kw per 30 secondi, č solo una scelta commerciale chiamarlo "motore da 350Kw"

mi sembra comunque che esistano delle norme per la misura della potenza dei motori, qualcuno ne conosce?

Parliamo di un generatore per produzione e vendita continua di 200Kw senza autoconsumo.
Nessuno sbalzo il generatore deve produrre 200Kw elettrici 24su24. 7su7 per 8000 ore anno escuse manutenzioni.

Ho bisogno di qualcuno che mi aiuti a sciogliere i 1000 interrogativi che masterlegnano (giustamente) mi ha dato ("giustamente" stanotte mi rigirerō un po' nel letto facendo brutti sogni )

allora il mio buisness plan necessita dei seguenti valori

Potenza elettrica ____ deve essere circa 200Kw
Potenza meccanica ____ ci serve per conoscere le caratteristiche dei gas, giusto?
Consumo relativo alla potenza elettrica
...č questo il dubbio pių grosso che mi hai insinuato, i famosi 0,230g/Kw
sono Kw elettrici o meccanici?, fino ad adesso ho sempre pensato Kwe.

[masterlegnano]

...č questo il dubbio pių grosso che mi hai insinuato, i famosi 0,230g/Kw
sono Kw elettrici o meccanici?, fino ad adesso ho sempre pensato Kwe.

Io?

stai parlando foprse del consumo specifico del diesel?
č la prima volta che ne leggo, in questo 3d

se i dati li trovi su fogli marchiati cummins, stai tranquillo che si tratta di Kw meccanici, ai quali devi togliere le perdite del generatore e tutti quegli aggeggini indispensabili al motore che Cummins non ha citato esplicitamente nei suoi fogli

ora non ho sottomano i fogli che hai postato, ma per fare un esempio serve considerare:
pompa acqua raffreddamento, vedere se Cummins ne ha tenuto conto
Pompa Olio, vedere se Cummins ne ha tenuto conto (io credo di sė, ma non ho sottomano i fogli)
Elettroventola radiatore
Pompa del gasolio (se elettrica o meccanica, se conteggiata o no...) (non sto parlando della pompa di iniezione, ma della pompa che tira fuori il gasolio dal serbatoio)
te pensa solo questo:
una volta la potenza dei motori auto era indicata in CV Sae, non era conteggiata nemmeno la potenza necessaria all'albero della distribuzione, non parliamo della ventola radiatore
quindi, compito di domani, anche per me, andare a vedere quali autoconsumi Cummins ha conteggiato e quali ha "dimenticato"


ma ci vuoi fare elettricitā a partire da biomasse?

[Stranamore]

Sempre in ritardo sono. Ma volevo comunque scrivere due parole sulle turbine.
Gli stadi Curtiss in testa sono tipici delle grandi turbine a vapore, dove, nonostante il rendimento non eccelso, aiutano a tenere basso il costo della macchina. Infatti smaltiscono un grande rapporto di espansione, quindi dopo uno stadio Curtiss la pressione scende bruscamente permettendo di costruire la cassa della turbina molto pių leggera ed economica.
Il fatto poi che si possa parzializzare l'ammissione aiuta anche lui a regolare la macchina.
Ma una turbina a vapore puō permettersi un rendimento non altissimo, perchč la potenza spesa per pompare l'acqua in caldaia in genere non arriva al 3% di quella generata in turbina.
In una turbina a gas invece il rendimento č critico, perchč la turbina deve generare, per muovere anche il compressore, una potenza tripla di quella necessaria all'utilizzatore. Quindi ogni % di perdita di rendimento vale triplo.
Quindi l'unico tipo pratico utilizzato č quella a reazione con grado di reazione 0,5, che č il tipo di turbina a maggior rendimento.
Per le piccole taglie inoltre, causa i giochi eccessivi, gli stadi assiali presentano perdite di estremitā molto elevate. Quindi si preferisce fare ricorso a turbine radiali centripete che hanno perdite minori. Inoltre, causa il cambio di diametro medio tra la sezione di ingresso ed uscita, sono in grado di smaltire salti entalpici molto superiori. Quindi si riesce con un monostadio a smaltire rapporti di pressione anche superiori a 5.
Per questo č la tipologia universalmente utilizzata per i gruppi di sovralimentazione.
Esistono comunque esempi notevoli di grossi diesel marini sovralimentati a pressione costante con turbine assiali. Ma la dimensione di quei turbogruppi č tale da giustificarle. Parliamo di potenze gas trattate di diverse centinaia di KW. Questi motori d'altronde hanno potenze di Mw a cilindro.

[masterlegnano]

Sempre in ritardo sono. Ma volevo comunque scrivere due parole sulle turbine.

c****o sarai in ritardo ma sei messo meglio di me in quanto a teoria

mi sa che mi conviene abbassare un pochino le orecchie.........

o meglio tenerle ben drizzate per imparare qualcosa

[Stranamore]

Sui consumi. 205 gr/Kwhr sono un valore molto comune per i gruppi di generazione elettrica. Alcuni riescono anche a fare meglio.
E comunque anche un buon turbodiesel da trazione riesce ad arrivarci, ma solo nell'occhio (o isola) di minimo consumo specifico. Il generatore, girando a punto fisso riesce a tenerli quasi costanti.

[Stranamore]

Stai tranquillo. A me piace discutere e confrontarmi. E se so qualche cosa mi piace condividerla. D'altronde ho un vantaggio, che lavoro in una azienda che fa motori, e che per essere competente nel mio lavoro cerco di tenermi aggiornato.
Comunque anche io imparo tantissimo dal forum. Ci scrivo anche per questo.

[Nuke]

Kwhr

Sui consumi. 205 gr/Kwhr sono un valore molto comune per i gruppi di generazione elettrica. Alcuni riescono anche a fare meglio.
E comunque anche un buon turbodiesel da trazione riesce ad arrivarci, ma solo nell'occhio (o isola) di minimo consumo specifico. Il generatore, girando a punto fisso riesce a tenerli quasi costanti.

Ciao Kwh(r) dove r sta per?
Per adesso i migliori che ho visto son i cummins
qualcuno qui sul forum mi ha anche detto che sono quelli che consumano meno.

Tornando all'argomento della discussione stavo valutando se era possibile usare una turbina a gas modificata a cui spariamo dentro direttamente i fumi in camera di combustione.

[Il Crucco]

"usare una turbina a gas modificata a cui spariamo dentro direttamente i fumi in camera di combustione."

Non credo che il tuo business plan godera. :P

per stranamore

Non avendo līarmadio pieno di trattati sulle turbine, non avresti magari qualche bell link(ino) con le basi per le turbine? Un bell predigerito condensato? Fino a pocchi minuti fa credevo di prediligere compressori multistadi assiali. Adesso mi hai disfatto tutto. Quindi............ gradirei ricevere dei compitini.

Io ho parecchie domande in testa, che so benissimo di essere frutto di una non completa comprensione dei processi tipici all interno delle turbomacchine.

grazie

Frank

[Nuke]

Soluzione proposta

Ecco una soluzione possibile con pezzi commerciali.

t1 č un turbocompound (es. SCANIA)
t2-c2 č un normale turbocompressore, magari un pelo sottodimensionato visto che i fumi sono + freschi :-)

FUNZIONA? o no?

[masterlegnano]

andare a vedere quali autoconsumi Cummins ha conteggiato e quali ha "dimenticato"

All'ora, i dati di potenza e consumo cummins li da per motore con pompa del gasolio pompa di raffreddamento e pompa di lubrificazione
NON, ripeto NON considera
- l'impianto elettrico (quello tipico del motore, non quello del generatore), quindi niente alternatore, niente batteria etc etc
- la ventola del radiatore

la ventola sarā certamente elettrica, rimane da vedere se alimentata dal generatore principale o da uno ausiliario che tenga carica anche la batteria d'avviamento

comunque mi rimangio tutto per le percentuali che ho scritto ieri

ultima riga delle note in piccolo afferma esplicitamente che la potenza continua puō essere erogata per un tempo indefinito

come sia conciliabile questo con le "menate di tempi e percentuali" che scrivono poche righe prima, non lo so proprio

Mea culpa, Mea culpa, Mea maxima culpa

[Nuke]

...
comunque mi rimangio tutto per le percentuali che ho scritto ieri

ultima riga delle note in piccolo afferma esplicitamente che la potenza continua puō essere erogata per un tempo indefinito
...

Mi rimane comunque il dubbio sulla potenza erogata in Kw elettrici in continuo.

Hai visto lo schema che ho postato

[Stranamore]

Come al solito provo a rispondere a tutte le domande/precisazioni/puntualizzazioni che ho trovato nei post precedenti.
Per il Crucco: le multistadio assiali a reazione sono il meglio che c'č in quanto a rendimento. Ma solo per taglie grandi. Non a caso tutte le turbine industriali, nonchč le turbine per aereo usano questo tipo di turbina. Ma per le piccole taglie il discorso si inverte e vale quanto ho scritto di buono sulle turbine radiali centripete. Solo che quando si parla di turbine la taglia "grande" vuol dire almeno qualche decina di KW.
La r nelle unitā di misura non č altro che la lettera r di ora, nel senso che Hr voleva dire "ora" grammi/(Kw * Hr), grammi al chilowatora. Mi spiace aver generato confusione.
I motori da Genset sono progettati per erogare la potenza "continua" in continuo per tutta la vita opertiva. Normalmente sono progettati per 8000 hr di vita, che potremmo tradurre, in senso automobilistico, con una percorrenza tra gli 800.000 ed il milione di Km.
Per quanto riguarda i consumi i Cummins sono buoni, ma gli Iveco anche. I migliori sono forse i Jhon Dear. MA lo scarto tra il peggiore ed il migliore non supera i 5, forse 10 grammi/KwHr. Che sui 205 di prima fa il 2,5 - 5%.
Il motivo č che non č difficile far un buon generatore. E' facile ottimizzarlo. E dato che la componentistica usata dai vari costruttori č del medesimo livello tecnologico ecco spiegato il livellamento. Su un motore da trazione invece il compito č pių arduo e quindi ci sono maggiori differenze. Non nel consumo minimo, ma nel consumo medio, cioč nell'ampiezza delle isole isoconsumo. MA siccome nel viaggiare alla fine č proprio questo che conta ecco spiegate le differenze.

[Stranamore]

In un genset la ventola č sempre elettrica. Questo perchč i radiatori di questi gruppi sono grandi ed il loro posizionamento non permette una efficace ventilazione se la ventola č direttamente sul motore. Inoltre il motore gira a regime costante, mentre le esigenze di raffreddamento non lo sono e variano con il carico.

MAteriale sulle turbine sulla rete ne trovate a bizzeffe. Sul peer to peer trovate decine di libri sull'argomento. Basta avere la pasienza di leggerli.
Nuke non lo dice, ma dall'analisi dello schema che ha postato dee aver studiato un bel po. PErchč č molto razionale. Bisogna solamente dimensionare i distributori turbina in modo da distribuire in maniera opportuna il salto entalpico tra il compressore ed il generatore.
Se poi proprio non trovate niente cerco tra i Gbyte di materiale accumulato negli anni e vi posto qualche cosa.

[Stranamore]

Ultima cosa. Quanto detto per le turbine vale anche per i compressori. Le macchine industriali ed aeronautiche usano quelli assiali multistadio. MA per le piccole taglie vale quanto detto per i radiali centrifughi
Unica eccezione nel panorama i turboalberi per elicotteri, che solitamente usano compressori radiali ad uno o due stadi e turbine assiali ad 1, 2 o 3 stadi, di cui solo l'ultimo muove il rotore. Piccoli turboreattori misti, con compressore parte assiale e parte radiale, esistono pure, ma sulle taglie minime per impiego aeronautico.

[Il Crucco]

"Se poi proprio non trovate niente cerco tra i Gbyte di materiale accumulato negli anni e vi posto qualche cosa."

Sarebbe molto gradito. Se tuo indicassi un testo o sito in particolare sarei piu tranquillo, che sia buono.

Frank

[Il Crucco]

Sono sempre piu convinto che līapproccio che ho in testa sia giusto.

Una gamma di turbocompressori che si possa combinare a seconda la macchina che ho di fronte ed un gruppo con la sola turbina che becca il lavoro utile. Quest ultima avra līasse con līimpeller e relativo coperchio (chiocciola)scambiabile. Una cosa molto simile al compound voith.

Frank

[Nuke]

...
Per quanto riguarda i consumi i Cummins sono buoni, ma gli Iveco anche. I migliori sono forse i Jhon Dear. MA lo scarto tra il peggiore ed il migliore non supera i 5, forse 10 grammi/KwHr. Che sui 205 di prima fa il 2,5 - 5%.
Il motivo č che non č difficile far un buon generatore. E' facile ottimizzarlo..

Qualcuno mi ha indicato gli iveco come pessimi, ma sono opinioni non verificate.

1)Cummins mangia tutto e consuma poco
2)MAN Affidabile e mangia tutto
3)Jhon Dear a peggiorare
...questo č il quadro che mi ero fatto raccogliendo opinioni.

i consumi dichiarati dai costruttori vanno da 0,220g/Kwh a 0,250g/Kwh
cioč per un motore da 200Kw dai 44kg/h ai 50kg/h.
Annualmente la differenza di costo in carburante fra i due casi č di quasi 40.000 Euri.

(le percentuali anche piccole contano molto, per questo sono molto interessato al brayton)

L'idea postata nel disegno non esce dalla mia mente, non voglio prendermi certi meriti... anzi
Stranamore quando qualche mese fa rampa aveva postato il primo schema ricordi? mio fratello mi aveva detto ma se mettiamo un compound e un turbo in serie funzionano?
...io lo avevo liquidato con un "no figurati".

Ignoranza mia.

Ringraziando chi lo ha proposto.
Avrei bisogno di capire quali sono i rendimenti teorici del sistema, e le dimensioni necessarie.
in modo da cercare sul mercato i pezzi che pių si avvicinano al teorico.

questa soluzione credo lo condividiate č la migliore e se funziona, mi concentrerei su di essa

[rampa]

Dėvide et ėmpera...

Posto uno schema che dovrebbe per me rappresentare la soluzione ideale a portata di tasche e anche di tempo.

Progettare una sola turbina come mi par di capire che si vorrebbe fare, penso sia una delle cose pių difficili e lunghe che una azienda anche ben attrezzata possa permettersi.
D'altronde abbiamo a disposizione turbine piccole e giā funzionali e sopratutto a poco prezzo dallo sfasciacarrozze.
Il rafffreddatore puō essere multiplo o anche unico.
La velocitā puō essere ridotta (un 1/20 porta da 100.000 giri a 5.000) con un solo ingranaggio, che funge anche da volano e da eventuale innesco del motore (e programmare questo riduttore lo vedo molto pių semplice che programmare una turbina ex novo).
La dinamo non č un problema, sempre allo sfascio... ne posso attaccare finché voglio su un solo asse.


Se poi si vuole creare business sulla cosa, questo č un altro discorso.

http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1279181620


.

[Nuke]

Posto uno schema che dovrebbe per me rappresentare la soluzione ideale a portata di tasche e anche di tempo.

Progettare una sola turbina come mi par di capire che si vorrebbe fare, penso sia una delle cose pių difficili e lunghe che una azienda anche ben attrezzata possa permettersi.
D'altronde abbiamo a disposizione turbine piccole e giā funzionali e sopratutto a poco prezzo dallo sfasciacarrozze.
Il rafffreddatore puō essere multiplo o anche unico.
La velocitā puō essere ridotta (un 1/20 porta da 100.000 giri a 5.000) con un solo ingranaggio, che funge anche da volano e da eventuale innesco del motore (e programmare questo riduttore lo vedo molto pių semplice che programmare una turbina ex novo).
La dinamo non č un problema, sempre allo sfascio... ne posso attaccare finché voglio su un solo asse.


Se poi si vuole creare business sulla cosa, questo č un altro discorso.

http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1279181620

.

Ciao Rampa da quanto tempo!!! pensavo fossi sparito (sei uno dei miei ispiratori)!
Ma il parallelo di turbo-cooler-compressor-ingranaggio collegati alla ruota da cosa li recuperi?
Secondo me l'unico di cui si trova tutto in commercio č lo schema che ho postato io (a 1 o + stadi).
La riduzione 20/1 puo essere usata al posto del generatore.

Tra l'altro!
Domanda per Stranamore č meglio collegare il sistema all'albero motore vero! invece che azionare un altro generatore ci sono meno perdite, giusto?

PS:Rampa Cosa usi per fare i disegni?

[rampa]

Brayton depresso...

Ciao Nuke ! Lusingato, ma non sparito... che diamine... al momento sto approfondendo la teoria sugli Stirling doppio effetto nella loro versione freepiston.

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Forse non č stata ben compresa la meravigliosa rivoluzione concettuale termodinamica che nasce da quando venne fatta da Stranamore l'esposizione del Brayton in depressione.

Faccio un esempio per fare capire l'importanza del concetto.
Immagina di avere un'idonea massa di gas a T elevato, ma a nessuna pressione. Insomma un DeltaT grande e un DeltaP nullo rispetto all'ambiente. L'unico effetto fisico spontaneo di questo gas caldo e isobaro č che sale...infatti racchiuso in un pallone aerostatico lo solleva.

Ebbene, col Brayton depresso succede qualcosa di straordinario, impensabile senza questo marchingegno, qualcosa che ancora adesso mi stupisce e mi meraviglia: il gas viene aspirato caldo da una parte e se ne esce dall'altra raffreddato sė, ma dotato di energia cinetica.
In pratica il calore viene trasformato in movimento, trasformazione di entalpia da calorica in cinetica... semplicemente fantastico !!!

Ora, abbiamo due modi di recuperare quest'energia cinetica, che poi č quella che ci serve: o attaccandoci al perno delle turbine rischiando di inficiare il processo (come si sta tentando di fare finora, ingranaggi, riduttori e casini vari), oppure sfruttando l'energia cinetica del gas freddo che esce dalla macchina, senza rallentare il lavoro stupendo che sta facendo il Brayton depresso.

Quanto da me scritto nel post #3 di questo 3D non era propriamente una cavolata....

[rampa]

disegni...

Uso Open Office 3,1 programma libero, facile da imparare e molto efficace nel far capire i concetti.

[Il Crucco]

Ho riguardato di nuovo il post 3.

Come sarebbe, se usassimo i gas freddi al uscita dell compressore dopo il raffreddamento e gli carichiamo con la stessa temperatura con uno scambiatore di calore dell ciclo in depressione per poi alla fine recuperare un delta P ed un Delta T in una turbina?

Frank

[Nuke]

intedi questo rampa?

TurboCompound t1 (gen)
turbo-compressore t2-c2
turbina ad aria tiepida t3 (gen)

Largo alle menti calcolatrici... quanta energia tiro fuori dai due GEN
senza considerare le perdite per trasformazione,
quanta potenza meccanca ho sui due alberi?

Stranamore funge tutto questo?

Masterlegnano mettiamo i conti su un Excell che ne dite?

[Nuke]

Ho riguardato di nuovo il post 3.

Come sarebbe, se usassimo i gas freddi al uscita dell compressore dopo il raffreddamento e gli carichiamo con la stessa temperatura con uno scambiatore di calore dell ciclo in depressione per poi alla fine recuperare un delta P ed un Delta T in una turbina?

Frank

Sto fondendo!!! i neuroni si stanno prendendo di punta

[Il Crucco]

Spero che si capisca

Nell tuo disegno ci sarebbero il compressore ed il generatore a fare la gara dello scroccone. Chi pagerebbe la birra?

Frank

[masterlegnano]

Largo alle menti calcolatrici... quanta energia tiro fuori dai due GEN
senza considerare le perdite per trasformazione,
quanta potenza meccanca ho sui due alberi?

Me lo studio.....

non uso Excle, ma OOO Calc

ma va bene lo stesso, credo.....

[rampa]

... Chi pagerebbe la birra ?
Frank

Il tuo disegno non č corretto.
Nel mio, entra aria calda senza nessuna energia cinetica, e dopo essere stata raffreddata esce con energia cinetica.
Quella dopo č una semplice ventola ad aria fredda che fa girare una dinamo.
Una specie di micro-eolico insomma...