Turbogeneratore Brayton per Scarico Motore

[Nuke]

Fantastico

Cercasi Turbocompound !!!
Se qualche camionista resta a piedi non preoccupatevi faccio un paio di test poi lo riporto

Il VOITH però forse è meglio configurabile...
Vediamo

GRAZIE A TUTTI

[Il Crucco]

A proposito dell Voith, quanto mangia il giunto idraulico?

Frank

[Nuke]

Ottima domanda

Devo documentarmi un po' bisogna tenere conto anche di questo

[Nuke]

Link che ispirano la mente

http://www.lucapiancastelli.ing.unib...e%20Vicino.pdf

[Nuke]

Domande/proposte

Visto che siamo sull'argomento

Se al sistema proposto aggiungiamo una specie di "post-combustione"
essendo un ciclo inverso mi immagino una post... refrigerazione

Per farmi capire aggiungere un'iniezione di vapore aria o altro per migliorarne l'efficienza...in uno dei punti a,b,c o d.

se inseriamo un gas freddo o acqua , qualcosa che assorba calore in modo naturale può servire?

[Nuke]

Altra domanda

Il Cooler

Che caratteristiche deve avere?
La lunghezza dei tubi tra t2 e c2 deve avere dimensioni specifiche?

Chiedo questo perché nell'ottica di sfruttare al massimo l'energia dei gas
pensavo di sostituire il cooler con un Mini ORC o un generatore di vapore da collegare a una mini turbina...

[rampa]

Telepatia

Visto che siamo sull'argomento
...
se inseriamo un gas freddo o acqua, qualcosa che assorba calore in modo naturale può servire?

Deve esserci una specie di telepatia ...
Stavo per proporre una soluzione a cambiamento di fase.
1 - L'iniezione di acqua prima della ventola del turbocompound.
2 - Condensazione in un postcooler che recuperi l'acqua.

http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1279463553

.

[rampa]

Il Cooler
....
pensavo di sostituire il cooler con un Mini ORC o un generatore di vapore da collegare a una mini turbina...

Non serve fare l'ORC dopo, dato che col mio sistema hai già fatto prima una fior di turbina a vapore, e l'acqua in un impianto fisso non ti costa nulla, ce l'hai già addirittura pressurizzata dall'acquedotto.
Eventualmente con una piccola pompa puoi reiniettare quella recuperata con la condensazione nel post cooler.

[rampa]

Attenzione...

Per questa soluzione il turbocompound deve essere sovradimensionato, non tanto per il calore che sarà molto molto più basso, ma sopratutto per un eccesso di giri della ventola sottoposta a pressioni notevolissime.
Potrebbe infatti girare a velocità impossibili...

[Stranamore]

L'iniezione d'acqua, in questa tipo di ciclo, è a mio parere dannoso.
In una turbina in pressione essa ha un compito fondamentale: quello di rendere diseguale la massa che passa in turbina da quella nel compressore. Per quest essa si inietta solitamente dopo il compressore. i tentativi di iniettarla nel compressore per abbassare anche il lavoro di compressione si scontrano con i danni che le gocce farebbero alle palette rotanti dello stesso, e vaporizzata dal calore di combustione. Ma non è in più....Essa sostituisce una equivalente massa d'aria ( a Tmax costante e fissata dai limiti tecnologici dei materiali) che sarebbe dovuta essere compressa. LA pompa per l'acqua assorbe praticamente niente. Il risultato finale è che la turbina elabora una portata superiore al compressore. La potenza aumenta in maniera spettacolare ed il rendimento, sotto certe condizioni, pure un poco.
Nel ciclo in depressione invece l'iniezione ante turbina non fa che variare la massa in maniera uguale nelle due macchine, e l'iniezione a valle è pure peggio facendola aumentare nel solo compressore.
Il modo corretto per implementare il concetto, l'unico peraltro, sarebbe di iniettare a monte turbina e condensare nello scambiatore. Ma bisogna avere un separatore di umidità altrimenti non funziona.
Però l'aumento di rendimento è dubbio in questo caso, perchè il calore a monte, come fatto osservare da qualcuno di voi qualche post addietro, è una costante. E l'evaporazione dell'acqua non farebbe che aumentare si la massa evolvente, ma ne abbasserebbe la temperatura.

[rampa]

Per chiarezza...

...non intendevo che si utilizzasse l'iniezione d'acqua nel ciclo in depressione: no, per quel ciclo non si può neanche predisporre una simile soluzione, perchè la depressione che si verificherebbe nel radiatore interposto tra turbina e compressore non favorirebbe la condensazione del vapore d'acqua: per la separazione dell'acqua dai gas combusti sarebbe necessario un altro radiatore successivo...

Qui si tratta invece di vaporizzare l'acqua nel tratto che precede la turbina del turbompound che diventerebbe così la turbina di espansione di un normale Brayton in compressione.

Rendimento termico finale ? Pensate un po' voi... la temperatura del gas di scarico del motore sarebbe la T2 (min) e la temperatura della combustione sarebbe la T1 (max) della formula di Carnot: 450° di differenza termica...

[Nuke]

soluzioni

Tralasciando le iniezioni di acqua o vapore che pensandoci bene
complicano un qualcosa che faticherò già a fare funzionare ...

Pensavo (addirittura direte voi) ...

queste soluzioni sono concepibili?

è un problema avere 1 km di tubi tra Turbina e Compressore?

[rampa]

Dimenticatela...

...
Qui si tratta invece di vaporizzare l'acqua nel tratto che precede la turbina del turbompound che diventerebbe così la turbina di espansione di un normale Brayton in compressione.
....

Ho scritto la cavolata più grossa del mondo... troppo impulsivo, poco riflessivo...
Non si può fare l'iniezione nello stesso circuito di scarico perchè l'aumento pressorio che ne risulta si ripercuote anche a monte...
Non è più un errore veniale questo, ma un errore... mortale, da nascondersi sotto terra...

Buona estate a tutti !!!

[rampa]

Turbo Venturi...

...
Non si può fare l'iniezione nello stesso circuito di scarico perchè l'aumento pressorio che ne risulta si ripercuote anche a monte...

A meno che il vapore non faccia un'espansione isobara: il tubo Venturi di cui parlava Masterlegnano ?

In tal caso la turbina dovrebbe essere molto sovradimensionata, da calcolare comunque...

http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1279551226


.

[Stranamore]

Ragazzi è dura mettere a punto un sistema in cascata. Un ORC, ma un vapore d'acqua non è diverso, non rende molto a temperature così basse.
Bisognerebbe fare una analisi exergetica per capire se ne vale la pensa o no.

[rampa]

Calcoli

Mi sono accinto... ma subito mi sono accorto che manca un dato fondamentale per fare i calcoli: o la P di emissione dei gas combusti, oppure le moli degli stessi.
In mancanza della P, possiamo proseguire nel calcolo solo se troviamo le moli/s emesse, magari deducendole dal consumo orario.

[Nuke]

Conti

OK non aggiungiamo troppa carne al fuoco,un passo alla volta.
Ora mi servirebbero due conticini per capire le dimensioni dei turbo.
Bhe certo un compound lo si cerca che monti su un motore di caratteristiche simili.

In linea di massima è meglio sovradimensionare (un po') vero? o no?

Considerando che tutto il sistema funzionerà a regime costante e non stressato come su un camion, ma per molto più tempo.

[masterlegnano]

manca un dato fondamentale per fare i calcoli: o la P di emissione dei gas combusti, oppure le moli degli stessi.

La pressione di scarico del diesel, intendi?

atmosferico, al più qualche mm di mercurio, ma i dati sono riferiti all'atmosfera

[rampa]

...atmosferico, al più qualche mm di mercurio, ma i dati sono riferiti all'atmosfera

Ovviamente misurati dopo del turbocompound... sennò non girerebbe...

[Il Crucco]

"Ovviamente misurati dopo del turbocompound... sennò non girerebbe..."

Intendi dopo il turbocompressore.

Frank

[rampa]

Il turbocompressore per la sovralimentazione è posto prima del turbocompound che recupera lavoro col giunto oleodinamico.

Se il gas combusto che esce dal turbocompressore avesse DeltaP nullo, il turbocompound non girerebbe.
A meno che non sia uso convenzionale delle ditte dare i dati di Volume e Temperatura rapportati alla Pressione Atmosferica, cioè in situazione finale già espansa.
In tal caso però, all'uscita del turbocompressore e prima del turbocompound, ci saranno in realtà volumi inferiori e pressioni e temperature superiori di quelle indicate (1Atm, 850l/s, 560°C).

[masterlegnano]

A quello che è lo scarico attuale del motore attuale la pressione è atmosferica.

se si trattasse di diesel aspirato sarebbe al collettore di scarico
siccome si tratta di turbodiesel è allo scarico della turbina del turbocompressore

sempre e comunque il motore attuale scarica all'atmosfera i litri/sec indicati in tabella alla temperatura indicata in tabella

oppure mi sono perso e si sta pensando di sostituire il tubocompressore di serie con altra turbomacchina?

[Il Crucco]

"Se il gas combusto che esce dal turbocompressore avesse DeltaP nullo, il turbocompound non girerebbe."

Il turbocompound richiede all motore diesel uno sforzo aggiunto attraverso l´aumento dell deltaP prima dell turbocompound che pero aggiunto all deltaT piu che compensa e quindi risulta in uno risparmio di carburante.

Frank

[rampa]

Bene o male, checché se ne dica...

..., siamo rimasti a quanto indicato ben oltre un mese e mezzo fa nel mio post n°10 di questa discussione... da allora nulla di nuovo sotto il sole cocente di questa torrida estate, se non l'eventuale aggiunta della ventola con dinamo posizionata dopo il Brayton depresso (nonchè avvilito, visto il protrarsi di questa animata discussione)...

E' chiaro che il turbocompound deve ancora essere acquistato...
E chiaro che per acquistarlo dimensionato bisogna avere i dati reali di PVT nel punto indicato nel disegno...
E' chiaro che non è chiaro assolutamente come sia collegabile all'albero motore, visto che originariamente scarica su una ruota motrice...
E' chiaro che la giunzione tra scarico di Turbocompond e Brayton deve essere a tenuta stagna senza la minima perdita, in modo da favorire la depressione all'uscita del turbocompound...

Inoltre, ed erano i calcoli che mi accingevo a fare ieri (senza colica biliare fortunatamente...), se avessi avuto in mano i dati reali e non convenzionali di PVT del punto indicato nel disegno, sarei stato in grado di calcolare quanta H2O si può spruzzare nel turbocompound prima della sua ventola per ottenere un'espansione isobara della stessa con aumento della portata sulla turbina stessa e drammatico utile calo della T° anche a 150° con differenza di 400°, senza dover applicare il Brayton depresso che rimarrebbe per questo ancor più avvilito e frustrato...
Per recuperare il vapore poi, se si vuole, basta un radiatore condensatore...


http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1279637455


.

[Nuke]

Schema Completo

Ecco lo schema completo.
ma le pressioni che chiede rampa non le ho! ho solo i dati che avevo postato.
nel #76 #79 o giù di li.

(http://www.energeticambiente.it/moto...#post119082934)

[rampa]

dati

"le pressioni che chiede rampa non le ho !"

bastano i consumi orari di carburante...

[Stranamore]

Ragazzi, il problema non è acquistare il turbocompound dimensionato, ma d icomprare un motore che ne sia già dotato. Uno scania per esempio.
Il gruppo sarà già accoppiato e funzionante.
A questo si accoppierà un turbocompressore in serie secondo lo schema corretto postato da Nuke. si dimensionerà quello in base ai dati del motore.

[Stranamore]

Infatti, se è abbastanza facile trovare turbocompressori di varia taglia, è quasi impossibile trovare varie taglie di comound.

[Nuke]

Consumi

All'impiomeno circa
44 litri/h

[Il Crucco]

"... è quasi impossibile trovare varie taglie di comound...."

La cosa che mi interesserebbe di piu, che ho gia cercato di rendere topic della discussione qui e come faresti tu di concepire un turbocompound per essere variabile per coprire un piu ampio spettro di "taglie"?

Secondo il mio punto di vista esiste la possibilita di variazione dell asse con l´espansore stesso nell compound. E fatto cosi anche quello della Voith. Fanno vedere solamente l´ingranaggio sensa la turbina vera e propria.

Un altra possibilita sarebbe un mantello turbina con ugelli/alette variabili.

Un altra forse con inserti che riducono le aperture?

Cosa dici?

Frank