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Motore a vapore

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kekko.alchemi

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GigaWatt


Utente
Msg:5226

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Inviato il: 5/5/2012,22:20

CITAZIONE (mac-giver @ 5/5/2012, 14:01)
...mi ha fatto comprendere in pratica, perchè il surriscaldamento del vapore nel caso di una espansione adiabatica peggiora il rendimento teorico, mentre succede il contrario con l'espansione adiabatica a vapore saturo:

faccine/w00t.gif Bravo complimenti per l'intuizione!! Sono contento che finalmente hai capito tutto! E' esattamente come dici, il surriscaldatore non serve a niente, è solo un arnese infernale paragonabile ad un cactus che punge anche parecchio mentre lo usi!! Perciò ti consiglio di levarlo di mezzo, specie quando ti fai il bagno!! faccine/w00t.gif


Il mio motore non ha problemi di condensa, mai avuti, funziona perfettamente e si adatta a qualsisasi range mantenendo costanti i rendimenti!! Ora che ho tolto il cactus poi è anche meglio!

E' bello parlare con gente che oltre a non capire nulla di teoria, non ha mai fatto nulla di pratico con l'argomento in questione!!

Buon Cactus, Kekko!!



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L'universo è dominato dagli estremi, l'infinitamente grande e l'infinitamente piccolo.
 

Rampado
milliWatt


Utente
Msg:23

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Inviato il: 5/5/2012,23:21

CITAZIONE (qqcreafis @ 5/5/2012, 23:16)
...
comunque occorre una teoria giusta del vapore saturo non basta portare gamma a 1,1 se si vuole tirare fuori una teoria da un delta T di soli 40°

Il gamma del vapore surriscaldato è quello del gas poliatomico (gamma=Cp/Cv) e deriva dalla legge di espansione adiabatica deI gas (P*Vgamma = costante).

Il gamma del vapore saturo dell'acqua lo ricavi sia dalle tabelle (sperimentali) di espansione del vapore saturo, sia dall'equazione di Antoine (che consente anche di tabellare la P secondo la T di tante altre sostanze vaporizzabili utilizzando i loro specifici tre parametri sperimentali A,B,C).




Modificato da Rampado - 7/5/2012, 19:48
 

Yuz
Watt


Utente
Msg:59

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Inviato il: 6/5/2012,09:13

CITAZIONE (qqcreafis @ 5/5/2012, 23:16)
la seconda parte non mi torna contiene piccoli errori e a mè viene 17,5% calcolando un'espansione del vapore surriscalddato fino alla saturazione (trovata per tentativi) e poi un'espansione del vapore umido fino alla pressione detta

@qqcreafis

Dopo la tua segnalazione per il caso dell'espansione adiabatica del vapore surriscaldato, ho verificato i calcoli e mi sono accorto che erano presenti alcuni errori. Fra le laltre cose avevo ripartito erroneamente lavoro dell'espansione adiabatica secca e lavoro dell'espansione adiabatica umida.
Riscontrerai anche altre differenze minori rispetto ai risultati precedenti. Esse sono dovute ad un affinamento del metodo di calcolo.


Di seguito il report revisionato per il caso dell'espansione adiabatico del vapore surriscaldato.


Da 0cc a 125cc (primo 25% di corsa): espansione isobara
Da 125cc a 238cc: espansione adiabatica secca con gamma pari a 9/7 (il vapore surriscaldato si comporta come un gas poliatomico)
Da 238cc a 500cc: espansione adiabatica umida con gamma pari a 1,1

DATI MOTORE
Cilindrata: 500cc = 0,0005mc
Carico vapore: 25% della corsa del pistone
Temperatura caldaia: 180°C = 453,15K
Temperatura del vapore surriscaldato: 230°C = 503,15K
Pressione in caldaia: 9,9 atm = 1.003.117 Pa (pressione di vapore dell'acqua a 180°C)
Pressione del vapore surriscaldato: uguale a quella della caldaia
Pressione allo scarico: 1 atm = 101.325 Pa (condensatore aperto)
Temperatura dell'acqua liquida all'immissione in caldaia: 100°C

RISULTATI STIMATI
Quantità di acqua consumata per ciclo: 1.003.117Pa * 0,25 * 0,0005mc / [ 503,15K * 8,314 J/(mol*K)] = 0,030 moli pari a 0,54 grammi
Energia per riscaldare 0,54 grammi di acqua liquida da 100°C a 180°C = 185 J (44,3 cal)
Energia per vaporizzare 0,54 grammi di acqua liquida a 180°C = 1087 J (259,8 cal)
Energia per surriscaldare 0,54 grammi di vapore da 180°C a 230°C = 135 J (32,2 cal)
Calore complessivo fornito: 185 J + 1087 J + 135 J = 1407 J (336,3 cal)
Lavoro utile nel primo 25% dell'espansione: 113 J
Lavoro utile nella fase di espansione adiabatica secca: 62,0 J
Lavoro utile nella fase di espansione adiabatica umida: 48,2 J
Pressione alla fine dell'espansione: 1,91 atm = 193.549 Pa
Lavoro utile complessivo per ciclo: 222,8J

Rendimento: 222,8 J / 1407 J = 0,158 = 15,8%


P.S.
Se trovi ancora incongruenze ritengo che potrebbe essere molto utile se tu postassi i tuoi
risultati in modo similare al mio.

 

qqcreafis

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PetaWatt


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Msg:10028

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Inviato il: 6/5/2012,13:17

espandendo fino a raggiungere t=111°C e p=1,6 bar mi vengono



CITAZIONE
Lavoro utile nella fase di espansione adiabatica secca: 62,0 J

54J

CITAZIONE
Lavoro utile nella fase di espansione adiabatica umida: 48,2 J

67J

ed il rendimento totale 17,5%


comunque utilizzare teorie approx per stimare piccole differenze non è un buon metodo


comunque una cosa che può interessare tutti notare che si può avere una grande perdita di energia quando si fa uno scarico a temperatura magggiore e pressione maggiore di quella el condensatore.

l'ideale sarebbe scaricare alla stessa temperatura e pressione del condensatore o per lo meno non eccesivamente distanti



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qqcreafis

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Msg:10028

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Inviato il: 6/5/2012,18:40

allego la nuova versione, impressionante il guadagno che i può ottenere andando al di sotto dalla pressione atmosferica, però condensa


nel foglio si possono settare le due temperature

settare (in percentuale) l 'espansione dell'adiabatica secca fino al punto di condensazione e poi quella dell'adiabatica umida fino alla temperatura del condensatore, la pressione del vapore umido non coincide con quello del condensatore in quanto la tecnica del gamma =1,1 è approsimativa, se c'è solo espansione secca non può coincidere temperatura e pressione del gas espanso con quello del condensatore

se si lavora con vapore saturo fin dall'inizio (le due temperature sono uguali) occorre mettere a 0 la percentuale di adiabatica secca e settare quella di umido . Se il vapore non condensa prima della temperatura del condensatore si deve mettere a zero la percentuale di espansione umida.

Il foglio contiene una tabella riassuntiva in cui si può settare il numero di moli ( i calcoli sono fatti con 1 mole!) per facilitare il confronto con altri dati






Scarica allegato

motore_a_vapore_03.xls
( Numero download: 195 )



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kekko.alchemi

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GigaWatt


Utente
Msg:5226

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Inviato il: 6/5/2012,19:53

Grande qq!!

Non è un caso infatti se gli antichi usavano la pompa di vuoto nel condensatore, unendo questa al surriscaldatore e all'economizzatore riuscivano ad ottenere rendimenti molto alti per l'epoca!

Kekko



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Yuz
Watt


Utente
Msg:59

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Inviato il: 10/5/2012,19:01

CITAZIONE (qqcreafis @ 30/4/2012, 21:49)
il problema è che il modello da mè utilizzato comporta

un'epansione isobara di un vapore saturo

una eventuale successiva espansione di un vapore non saturo

ed un'espansione adiabatica di un vapore non saturo considerato perfetto

riconpressione isobara alla pressione del condensatore.


il modello non tiene conto della possibilità di condensazione durante l'espansione adiabatica,

se c'è condensazione la pressione diminuisce ancora più rapidamente e produce ancora meno lavoro dell'adiabatica

quindi il modello va usato con un "grano di sale"

@qqcreafis

Metto in risalto in particolare questa tua frase:

"se c'è condensazione la pressione diminuisce ancora più rapidamente e produce ancora meno lavoro dell'adiabatica"


E' passato un po' di tempo da quando hai scritto il commento che ho citato; mi farebbe piacere sapere se sei ancora convinto di quanto riportato.

 

kekko.alchemi

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GigaWatt


Utente
Msg:5226

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Inviato il: 10/5/2012,19:16

Certo yuz, nella realtà succede che la condensa forma tante goccioline di acqua che bagnano le pareti del cilindro, e non vengono espulse completamente (e se in parte riescono ad uscire frenano il motore a causa del maggior attrito), nel prossimo ciclo ti ritroverai acqua nel cilindro che fredderà il vapore entrante facendolo condensare ancora di più.
Continui ad essere convinto di cose che "purtroppo" nella realtà non si possono verificare...

Kekko



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qqcreafis

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PetaWatt


Utente
Msg:10028

Stato:



Inviato il: 10/5/2012,21:05

CITAZIONE
se c'è condensazione la pressione diminuisce ancora più rapidamente e produce ancora meno lavoro dell'adiabatica

non tantissimo comunque non mi torna neppure piazzare gamma a 1,1



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dovia
milliWatt


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Msg:1

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Inviato il: 14/07/2015 22:39:08

Ciao a tutti,sono nuovo del forum ma vecchio del vapore.
Mi sono ibattuto in questa vecchia diacussione cercando su google delle cose sui rendimenti.
Premetto che io ho realizzato motori che servivano da generatori di emergenza quindi di calcoli del rendimento o altro neppure l ombra e neppure sarei in grado di farne.
Qui la confusione é nata perche si parla di due cose diverse:kekko di un motore tradizionale,yuz di un adiabatico.
Dalla mia esperienza ho potuto vedere che il rendimento conta fin la sui brevi utilizzi,cambia ovviamente sul lungo periodo.
Un tutta pressione é un motore che ha un rendimento basso ma da un lavoro utile enorme,un adiabatico invece ha un consumo basso di vapore ma a parità di cc una potenza inferiore.
Sottolineando che parlo di motori concepiti per emergenza,(I miei )cosa mi interessa?
Mi interessa avere una caldaia che mi dia vapore all istante e che abbia un rendimento altissimo....quindi è sulla caldaia che si deve lavorare,punto.
In secondo luogo,ma qui posso sbagliarmi di grosso,se ho un motore di x cc in tutta pressione che mi da un lavoro utile di y,per avere lo stesso lavoro y con un adiabatico dovrò avere una cilindrata ben più grande rispetto al motore x e quindi un ammissione di vapore magari si inferiore a quella di x ma non credo così tanto inferiore perche alla fine la forza /potenza /coppia ,chiamatela come volete di un motore mi è data dalla spinta di x kg di presdione sulla superficie del pistone.
Ora,ovvio che un adiabatico sfutta tutta l energia accumulata nel vapore quindi il suo rendimento sará infinitamente piu alto ma per avete pari lavoro meccanico dovró anche avere una macchina più grande perche altrimenti a parità di cc avró un lavoro meccanico utile infinitamente minore.
Riguardo al surriscaldamento non ho esperenza ma credo nella sua importanza se non altro per gli enirmi sforzi fatti a suo tempo per inserire i surriscaldatori in locomotive,navi e motori stazionari.



Modificato da dovia - 14/07/2015, 22:51:55
 

tuttoener

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KiloWatt


Utente
Msg:109

Stato:



Inviato il: 15/07/2015 14:28:21

Salve.
Sul vapore stiamo discutendo anche in
biocarburanti al thread "il pellet e la forza del vapore".
Ci sono info su link che vi possono interessare:
si parla di locomotive a vapore di terza generazione,
con rendimenti al 27% utilizzando il carbone come carburante.
Praticamente avevano migliorato i rendimenti precedenti
alzando la pressione di vapore a 60 atmosfere e migliorando
la carburazione del carbone. In più sfruttavano la condensazione del vapore per pre-riscaldare altra acqua(da temperatura ambiente) quindi senza essere riutilizzato...



Modificato da NonSoloBolleDiAcqua - 15/07/2015, 14:50:23


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il mio sogno? quello di volare con un dirigibile a idrogeno energeticamente autonomo.


 

qqcreafis

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PetaWatt


Utente
Msg:10028

Stato:



Inviato il: 15/07/2015 22:55:16

http://www.energialternativa.info/Public/NewForum/Discussione.php?50502828

questo ipotetico tipo di caldaia ha minimizzato il volume di fluido,

ottimizzato lo scambiatore di calore



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ODE AD UNO STUDENTE MERITEVOLE (Sermone)
Allora Xyz è stato bravo! noi dobbiamo riconoscere ...

 
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