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Very Hot Topic (More than 500 Replies) Motore a Vapore Elettronico (Read 112138 times)
kekko.alchemi
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Re:Motore a Vapore Elettronico
Reply #555 - 14.08.12 at 00:10:00
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Dove eravamo rimasti con le chiacchiere?? Ah siii...



CITAZIONE (qqcreafis @ 13/8/2012, 23:23) Quote:
di che materiale li hai fatti i dischi ?????????

provi ad attaccarla al vapore a 400°C

Certo che la attacco al vapore a 450 °C!!!! E' la prima cosa che farò!!
Per il momento i dischi sono ricavati dai dischi rigidi degli HD quindi sono di alluminio cromato. Se tutto va bene poi passiamo al salto tecnologico con la porcellana. Dico la porcellana perchè è molto più compatta e resistente della ceramica, anche più del vetro.
Per la geometria l'ho fatta esattamente come nel brevetto di Tesla e cioè rapporto diametri 2/1 anzichè 3/1 come avevamo fatto all'inizio. Per chi volesse rileggere e approfondire la discussione della Turbina di Tesla .

CITAZIONE (qqcreafis @ 14/8/2012, 00:16) Quote:
io le valvole le metterei così (vista in sezione dall'alto e valvole in piedi)

comunque se anticipi un pochino la chiusura dello scarico puoi ricomprimere e forse quelli sbalzi sul manometro li elimini (forse)

cosa ne pensi??

Penso che facendo un monoflusso risolverei moltissime perdite di carico sui tubi che dalla testata dovrebbero andare sulla coppa. A questo punto però per regolarizzare i giri potrei fare un bicilindrico compound, dove lo scarico di un pistone entra nel carico del secondo e poi dritto in turbina. O forse più semplicemente bicilindrico monoflusso dove gli scarichi vengono mandati in un unico collettore per essere inviati in turbina.

Per la ricompressione e l'anticipo della chiusura già lo faccio , il motore cambia dal giorno alla notte, non facendo la ricompressione e l'anticipo della chiusura si sente un rumore molto secco nel motore, attuando invece la fasatura con ricompressione il motore sale di giri diventando più "rotondo" e molto più silenzioso. Questo tipo di fasatura era molto nota nei motori a vapore delle locomotive, e si faceva proprio per spremere qualche cavallo in più aumentando le rese, anche se può sembrare strano che dissipare energia per ricomprimere il vapore possa aumentare il rendimento del motore, ma è così.

Non vedo l'ora di ricominciare gli esperimenti!!

PS: Gli sbalzi sul manometro che vedi nel filmato non sono gli sbalzi di pressione del vapore, ma dell'acqua che torna in caldaia. Il manometro della pressione del vapore in caldaia è fermo spaccato, e ti confermo che ricomprimendo la lancetta si stabilizza, mentre prima la si poteva veder muovere di qualche mm.

Kekko

  
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qqcreafis
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Re:Motore a Vapore Elettronico
Reply #556 - 14.08.12 at 15:57:00
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CITAZIONE Quote:
anche se può sembrare strano che dissipare energia per ricomprimere il vapore possa aumentare il rendimento del motore, ma è così.

bel gioco, innanzi tutto si regolarizza il ciclo lo si rende più simile ad un ciclo reversibile, cosa sempre positiva.

l'iniezione di vapore in uno spazio non coibentato a bassa pressione porta sicuramente perdita di calore, la trasformazione è caotica irreversibile, aumenta di volume senza produrre lavoro, e dato che non è un gas ideale si dovrebbe rafreddare per la semplice espansione libera

Se invece trova gia la stessa pressione l'immissione è graduale, gli spazi vuoti non contano più



a proposito della turbina se hai tempo e voglia prova anche con il raggio interno=raggio esterno/(radice di 2)

  
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kekko.alchemi
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Re:Motore a Vapore Elettronico
Reply #557 - 14.08.12 at 20:00:00
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Concordo! Infatti anche se per ora alcuni tubi che vanno dalle valvole al motore sono lunghi, stando sempre in pressione influenzano meno sulle perdite, e infatti la differenza si nota anche a orecchio.

In pratica dici di fare sulla turbina la parte di attrito ancora più stretta? Ora ho un raggio interno che è la metà di quello esterno dividendo per radice di due viene un raggio interno più grande e quindi minor superficie di attrito per il vapore. Forse aiutrebbe però ad evitare ulteriormente la ricentrifugazione, che anche se con il vapore dovrebbe essere meno evidente.
Non è detto, in virtù di questa ultima cosa, che con il vapore abbia meno rendimento che con l'acqua, potrebbe essere invece che con il vapore vada meglio perchè l'attrito nello scarico è inferiore. Una bella curiosità che tra poco ci toglieremo...

Kekko
  
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Re:Motore a Vapore Elettronico
Reply #558 - 14.08.12 at 20:23:00
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XBiomassoso,
sei incredibile...prima posti il link del PIGLET e poi dici che non funziona? Le comiche ....

Veniamo al sipaticone di yuz,

CITAZIONE (Yuz @ 13/8/2012, 11:54) Quote:
CITAZIONE (NonSoloBolleDiAcqua @ 12/8/2012, 19:40) Quote:
No....non è importante...se vuoi ti spiego anche il motivo.

Finalmente un'osservazione esatta.
Chi segue il mio blog lo sapeva già da tempo.
Per gli altri consiglio questa lettura:

http://scienzalaterale.blogspot.it/2012/03...enerazione.html

Spesso ostenti una sicurezza impressionante...e a volte fai scivoloni incredibili...
Hai interpretato in modo fangoso (tanto per cambiare ) la mia risposta...mi spiego meglio coffessandoti una cosa : kekko è una delle persone più affidabili che conosco, non metto in dubbio il valore, se ha detto 20%...forse c'è anche il rischio che sia più alto. Cmq non mi preoccupo del risultato ...perchè il suo lavoro verrà applicato non solo alle biomasse ma anche ad un concentratore solare...e quindi quando tu fai una disquisizione nel tuo blog "Considerazioni sulla generazione elettrica" (per altro da due soldi ...incredibile che vieni a postare certe cose in questo forum...evidentemente ti sfugge quanti anni occorrono per rientrare di un impianto fotovoltaico o solare termico finanziato per altro dai cittadini)...ti dimentichi una parte molto importante...mentre sul finale parli di fusione fredda: Yuz sei un fenomeno!!!!!!

Però visto che tu, non hai solo sollevato un problema di rendimenti, ma anche di discredito, mi sembra giusto che tu risponda alla mia domanda : cioè secondo te quanto è il massimo rendimento a cui potrebbe aspirare il GEB?
Vorrei capire di quali valori tu stia parlando...giusto per capire questo fango se si poggia su valori a due cifre oppure spiccioli.
Se non mi rispondi ti bannerò personalmente.
Bolle
  
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Re:Motore a Vapore Elettronico
Reply #559 - 14.08.12 at 20:34:00
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CITAZIONE (NonSoloBolleDiAcqua @ 14/8/2012, 21:23) Quote:
XBiomassoso,
sei incredibile...prima posti il link del PIGLET e poi dici che non funziona? Le comiche ....

ognuno farebbe bene a guardarsi le proprie, di comiche...
  
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NonSoloBolleDiAcqua
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Re:Motore a Vapore Elettronico
Reply #560 - 14.08.12 at 21:00:00
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CITAZIONE (kekko.alchemi @ 14/8/2012, 01:10) Quote:
Dove eravamo rimasti con le chiacchiere?? Ah siii...


Unico dubbio...ma ...ma sei sicuro che avrai un rendimento adeguato compensato dall'elettricità generata su quella consumata per costruire la turbina di tesla equiparata ai kWh ? Sei sicuro che rientrerai delle spese in un anno solare?
Eccomi....mi sto trasformando...
Bolle
  
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qqcreafis
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Re:Motore a Vapore Elettronico
Reply #561 - 14.08.12 at 21:46:00
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il fattore /radice di 2 dovrebbe essere il valore minimo sotto il quale "di sicuro" si perde, si tratta di provare.



scaricate il filmato storico che ho messo sulla lavagna c'è anche un mpg2
  
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kekko.alchemi
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Re:Motore a Vapore Elettronico
Reply #562 - 14.08.12 at 22:14:00
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Già fatto!! E' troppo bello l'aereo... cioè un aereo a vapore, ma ve lo immagginate?? Che grandi che erano una volta!!

qq mi aiuti a dimensionare un ugello per vapore? Non credo sia una cosa banale... Io per il momento ho un tubo da 14 mm di diametro da cui esce vapore con una pressione che può variare da 1 a 3 atmosfere. Mi mancano i dati della portata, anche perchè non è facile calcolarla visto che varia con il carico. Cmq per ora ho messo un ugello da 4,5 mm, forse potrebbe essere un buon compromesso... che dici?
  
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kekko.alchemi
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Re:Motore a Vapore Elettronico
Reply #563 - 14.08.12 at 22:31:00
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CITAZIONE (NonSoloBolleDiAcqua @ 14/8/2012, 22:00) Quote:

Unico dubbio...ma ...ma sei sicuro che avrai un rendimento adeguato compensato dall'elettricità generata su quella consumata per costruire la turbina di tesla equiparata ai kWh ? Sei sicuro che rientrerai delle spese in un anno solare?



Forse posso calcolarlo con la tebella di Mollier!!
  
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qqcreafis
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Re:Motore a Vapore Elettronico
Reply #564 - 14.08.12 at 23:19:00
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quanta acqua consumi al secondo ? ammettendo gas perfetto si dovrebbe risalire alla portata in volume sapendo la pressione e la temperatura

poi il dio Bernoulli (ingannandolo(fluidi incomprimibili(!!)) ci darà una mano, comunque devo ripassare e studiare per risolvere il problema, non è facile.


comunque 4,5mm mi sembra vada bene il diametro è 1/3,11 e quindi la v nove volte di quella del tubo ad occhio sembra funzionare ....

un metodo pratico potrebbe essere provare ad attaccare l'ugello e scaricare in aria se la caldaia riesce a rimanere in pressione alla temperatura di lavoro allora va bene ed eventualmente si può allargare altrimenti se cala si diminuisce il diametro

quanto è lunga la parte stretta dell'ugello? ed il tubo di alimentazione? (circa)

in quale punto del tubo hai misurato la pressione?
  
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kekko.alchemi
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Re:Motore a Vapore Elettronico
Reply #565 - 15.08.12 at 02:15:00
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Si ad occhio infatti sembra funzionare perchè con l'acqua funzionerebbe... la parte stretta dell'ugello (i 4,5 mm) è lunga circa 5mm, la parte del cono che da 14mm diventa 4,5mm è lunga circa 10mm. Il tubo di alimentazione è lungo 30 cm e per ora non è in pressione perchè il motore scarica a pressione ambientale, la pressione è all'interno del motore prima che la valvola di scarico apra, perciò montando un ugello il tubo dovrebbe andare in pressione. Ora però l'ugello deve essere tale da mandare in pressione il tubo quanto basta, meglio più grande che più piccolo, perchè se più piccolo ostruisce lo scarico del motore facendolo calare di giri.
Cmq come prima prova la attacco direttamente sulla caldaia senza motore quindi il problema dell'ostruzione per un possibile ugello troppo piccolo non sussiste... poi si vedrà.

Una cosa mi domandavo, come mai gli ugelli a vapore sono completamente diversi da quelli dell'acqua? Presentano una strozzatura e poi dinuovo una riapertura, perciò nel mio caso è come se il mio ugello dovrebbe essere: tubo 14mm, strozzatura a 4,5mm riapertura a 9mm... C'è un motivo ben preciso? Mi sembra un po' un controsenso, eppure anche il propulsore dei razzi è fatto così.

Kekko
  
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Re:Motore a Vapore Elettronico
Reply #566 - 15.08.12 at 09:36:00
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CITAZIONE Quote:
Presentano una strozzatura e poi dinuovo una riapertura

sarà, credo, per aumentare la velocità del fluido per effetto Venturi





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dimensionamento_turbina_TESLA_di_piccola_potenza.pdf ( Numero download: 28 ) [/quote]
  
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Re:Motore a Vapore Elettronico
Reply #567 - 15.08.12 at 10:49:00
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CITAZIONE (kekko&#46;alchemi @ 26/10/2011, 00:50) Quote:
...
Facciamo ora qualche conto sull'energia che il vapore potrà imprimere sul pistone del motore.
Il pistone ha una cilindrata di 500 cm^3 e un diametro di 80 mm, ammettiamo una portata di vapore di 60 Kg/h a 180 °C e 9 atm dove il volume specifico a 180 °C (vapore non surriscaldato per il momento) è di 0,19 m^3/Kg. Perciò avremo una portata di:
0,19 m^3/Kg * 1000 * 0,19 / 3600= 3,16 l/s

Con 9 atm il pistone avrà una spinta di picco di:
(80/2)^2 * 3,14 * 9 / 100= 452,16 Kg circa 4 quintali e mezzo.

Ora ammettendo che inietteremo vapore surriscaldato a 230 °C per il 25% della corsa dobbiamo ammettere anche che i 452 Kg diventeranno circa 113 Kg di pressione media, ciò consentirà di avere una maggiore espansione del vapore con una temperatura di uscita parecchio più bassa dell'entrata. Facendo un conto veloce e ipotizzando che il vapore sia un gas perfetto potremo dire che la pressione finale sarebbe di circa 2,25 atm e la temperatura scenderebbe così a circa 136 °C.

Il rendimento del solo motore nudo ammettendo di far espandere ulteriormente il vapore fino al raggiungimento di 110 °C sarebbe così del:
(°Ki - °Kf) / °Ki= (503,15-383,15) / 503,15 * 100= 23,8%
Un rendimento davvero molto alto per un motore volumetrico considerando che un motore monocilindro senza elettronica renderebbe circa il 10%.

Ad innalzare il rendimento fino al 40 - 45% annunciato, ci penserebbe il resto del ciclo, dove questi 110 °C di uscita verrebbero reimmessi quasi completamente nella caldaia di ebollizione facendo dissipare solamente circa 15 °C. Questo aspetto lo affronteremo però un altro giorno, in quanto per spiegarlo devo prima fare un disegno schematico del ciclo rankine modificato.

Andiamo a calcolare grosso modo la potenza che il motore fornirà sull'asse.
Abbiamo detto che il pistone avrà una forza media di circa 113 Kg con un volume di 500 cm^3, la corsa del pistone è di 100 mm e il collo d'oca dove alloggerà la biella avrà quindi una distanza fra gli assi di 50 mm, applicando la formula avremo:
Kg * interasse collo d'oca / 1000 * 9,8= 113 * 50 / 1000 * 9,8= 55,37 Nm sull'asse di rotazione.

La frequenza del pistone, vista la portata, sarà di:
1 / (cm^3 pistone / 1000 / l/s * n° corse del pistone)= 1 / (500 / 1000 / 3,17 * 2)= 3,15 Hz

Gli RPM, ovvero i giri al minuto dell'asse saranno di:
Hz * 60= 3,15 * 60= 189 RPM

La potenza finale del motore volumetrico con un espansione di vapore del 75% sarà di:
Nm * RPM * 6,28 / 60= 55,37 * 189 * 6,28 / 60= 1095 Watt ovvero circa 1 KW di potenza.

Ammettendo un rendimento di conversione elettrica dell'85%, considerando che 1 Kg di legna contiene circa da 3,9 a 4,2 KWh di energia, tenendo conto che un buon 15 - 20% di energia verrà sprecata per irradiamento di calore nell'ambiente e che un altro buon 10% se ne andrà in perdite meccaniche,potremmo affermare che con 1 Kg di legna si ricaverebbe circa 1 KWh di energia elettrica!!!! Se pensiamo che la legna in campagna si rimedia sempre e che anche volendo la si può acquistare a circa 0,10 euro al Kg, avremmo un costo al KWh inferiore a quello che ci fornisce l'Enel. Bisogna poi aggiungere che la stufa potrà andare praticamente a tutto ciò che brucia.

Saluti Kekko

PS: Sono calcoli puramente indicativi, ma anche se ottenessimo 700 - 800 Wh da 1 Kg di legna sarebbe cmq un ottimo risultato!









Buongiorno,

ho notato molte discussioni circa il rendimento e molte polemiche (inutili) e che fanno spiacere quando si tratta di condividere la propria esperienza.

Ho preso i post della prima pagina che a mio avviso sono in grado di chiarire tutto una volta per tutte.

Come si può notare dalle tabelle allegate (spero siano corrette, controllate:
kekko, dovrei aver calcolato tutto con le formule che avevi postato... Dacci un'occhio), si vede chiaramente

1) all'aumentare della pressione/temperatura aumenta la potenza e diminuisce il numero
di litri
2) questo rende PALESE che il surriscaldatore serve
3) dobbiamo ottenere 50 kg di vapore.

Ora per far evaporare 1kg d'acqua a 1 bar dobbiamo dare 540 kcal. Che arrivano
fino a 660 circa a 180°C (nulla si crea, nulla si distrugge, tutto si trasforma!!!)

50x540=27000 kcal / 860 = 31 Kw circa per 50 kg di vapore ad 1 bar.
50x660=33000 kcal / 860 = 38 Kw circa per 50 kg di vapore a 10 bar.

Questo se la caldaia ha il 100% di efficienza. Quindi con 1 caldaia perfetta
che non disperda neanche 1 kcal ci vorrebbero dai 31 ai 38 kw per ottenere
il vapore richiesto.

Non stiamo ovviamente considerando perdite, efficienza del motore.

Conveniamo su questo?

Bene.

Se il nostro/vostro motore produce 3kw di energia a 3.6 bar significa che sta andando a 420 rpm. Ovvero 500 di cilindrata per 2 corse fa 1 litro. Ed a 7 litri al secondo si ottengono quei colpi al minuto (7 litri secondo x 60 secondi).
Anche questo varia in funzione del numero di litri. E non si scappa: la frequenza dipende esclusivamente da quello. Cosi come la potenza dai bar.

Conclusione:

Se per ottenere 50 kg di vapore ci vanno dai 31 ai 38 kw e se ne ottengono d energia dai 3.5kw ai 4 il rendimento con un motore efficiente al 100% ed una caldaia efficiente al 100% sarà

(3.5kw / 31)x100 = 11%
(4.1kw / 38)x100 = 10.78%


Nulla si crea e nulla si distrugge.

Il rendimento delle migliori locomotive a vapore non superava infatti l'8% per via delle perdite etc... etc...

Quello di sopra infatti è un esempio ideale.

Finchè per produrre 50kg di vapore dobbiamo utilizzare minimo 540kcalx50 ovvero 31Kw e per gli stessi calcoli da te scritti kekko si producono poco più di 3 kw di corrente il rendimento è chiaro e lampante.


Se aumenti pressione diminuisci i giri. Se diminuisci pressione aumenti giri. Ma il risultato non cambia
  
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kekko.alchemi
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Re:Motore a Vapore Elettronico
Reply #568 - 15.08.12 at 12:12:00
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Ciao Tesla2012, non hai considerato che surriscaldando il vapore i litri di vapore a disposizione aumentano a dismisura, perciò succede che a parità di consumo di fluido nel motore, ne uscirà meno dalla caldaia in base al grado di surriscaldamento che nel nostro caso arriva a 450 °C. Se consideri questo vedrai che il rendimento salrià di circa 1/3. Non mi sono tanto chiare poi altre cose che dici nei conti, ma per adesso non è un problema, quando dici ad esempio 50 Kg di vapore, devi tener conto che questi sono 50 litri di acqua, ma per stimare il rendimento del motore devi quantificare quanti LITRI di vapore sono, perchè la quantita di energia cambia in base allo stato in cui si trova il vapore, secco, surriscaldato...

Saluti Kekko
  
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Re:Motore a Vapore Elettronico
Reply #569 - 15.08.12 at 12:26:00
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CITAZIONE (kekko&#46;alchemi @ 15/8/2012, 13:12) Quote:
Ciao Tesla2012, non hai considerato che surriscaldando il vapore i litri di vapore a disposizione aumentano a dismisura, perciò succede che a parità di consumo di fluido nel motore, ne uscirà meno dalla caldaia in base al grado di surriscaldamento che nel nostro caso arriva a 450 °C. Se consideri questo vedrai che il rendimento salrià di circa 1/3. Non mi sono tanto chiare poi altre cose che dici nei conti, ma per adesso non è un problema, quando dici ad esempio 50 Kg di vapore, devi tener conto che questi sono 50 litri di acqua, ma per stimare il rendimento del motore devi quantificare quanti LITRI di vapore sono, perchè la quantita di energia cambia in base allo stato in cui si trova il vapore, secco, surriscaldato...

Saluti Kekko

Giustissima affermazione! Ed è qui che và fatta la scelta principale circa l'utilizzo dell'impianto: se lo usi come generatore domestico di acqua calda finisce per condensare tutto. A quel punto ci vogliono le kcal che ti ho detto

Ed allora il discorso del rendimento è molto molto semplice: se si ripartisce il carico giusto tra
1) vapore dato al motore
2) calore dato al riscaldamento

si valuta il rendimento GLOBALE dell'impianto. se hai anche un motore a rendimento 10% ed il restante 80% lo usi per l'acqua calda... che ti frega del rendimento del motore?

Buon ferragosto!

p.s.

ww.unibg.it/dati/corsi/37021/49649-cap.%208%20Impianti%20a%20vapore.pdf

Pagina 36

  
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