Se sei già registrato           oppure    

Orario: 18/09/2019 18:14:53  

 

Energia Alternativa ed Energia Fai Da Te > Software Solare, Termico, Eolico, Meccanico... e Dati

VISUALIZZA L'ALBUM

Pagine: (5)   1   2   3   [4]   5    (Ultimo Msg)


Analisi Motore stirling yoke Ross, leveraggi e diagrammi vari
FinePagina

eneo

Avatar
GigaWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:2068

Stato:



Inviato il: 2/10/2008,09:59

libero potresti ridurre le foto? non tutti abbiamo la linea veloce......per questo corro con l'auto........

 

Libero51

Avatar
GigaWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:1248

Stato:



Inviato il: 2/10/2008,14:05

CITAZIONE (eneo @ 2/10/2008, 10:59)
. . . potresti ridurre le foto? . . .
faccine/pontiac_black.gif......per questo corro con l'auto........

Ciao a tutti , ciao eneo . faccine/starwars.gif
. . . la fretta conduce al lato oscuro della forza . . . mio giovane Skywalker . . .
Cercherò di ridurre una sintesi e mi raccomando . . . vai piano.

Un saluto a tutti

 

Libero51

Avatar
GigaWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:1248

Stato:



Inviato il: 18/1/2009,11:18

Ciao a tutti, è passato un bel pò di tempo e probabilmente qualcuno si sarà chiesto che fine avrà fatto il mio tentativo di procedere per elaborazione teorica e realizzazione pratica all'autocostruzione di un motore stirling di tipo gamma con una bassa tecnologia. Il prototipo se pur funzionante eroga una potenza decisamente inferiore a quella prevista dal mio programma. Ho dovuto rivedere l'analisi ed ho scoperto l'errore. La mia idea di fondo ,di rendere chiara al maggior numero di interessati l'analisi del problema mi ha costretto ad elaborare la sintesi che vi propongo.

Immaginiamo di costruire un motore stirling gamma con le caratteristiche indicate dal diagramma.

Volume cilindro motore 500 cc
Volume displacer 1000 cc
Temperature di funzionamento da 70° a 320°
(lo scostamento del ciclo dalle isoterme simula l'inefficienza di scambio termico)
Peso stimato dai 30 ai 40 kg


Le aree di questo diagramma rappresentano energie.

Il rettangolo con le diagonali rappresenta l'energia che un volume di aria di 500 cc possiede alla pressione atmosferica. Tale energia vale approssimativamente :

E= P x V = 10 N/cmq x 500 cmc = 5000 N/cm = 50 Nm = 50 Joule

Verifica di esempio:
Un cilindro di 100 cmq ed una corsa di 5 cm sviluppa un volume di 500 cmc
La pressione di un'atmosfera su 100 cmq sviluppa una forza di 10N/cmq x 100 cmq = 1000 N (100 Kg)
La forza di 1000 N x 5 cm di corsa sviluppa 5000 Ncm = 50 Nm = 50 Joule.

anche visivamente si può valutare che l'area rossa che appresenta l'energia resa per ogni ciclo è circa un quinto di quella appena calcolata. (rendimento circa del 20%)

Per ogni giro del motore viene quindi prodotta l'energia di 10 Joule e ammesso che il motore faccia 5 giri al secondo (300 giri al minuto) svilupperebbe circa . . . 10 x 5 = 50 Joule /secondo . . . 50 watt.

Tale motore per'altro , per motivi che potremo approfondire , penso non possa funzionare a causa del displacer troppo piccolo !!!

Lascio a voi le conclusioni , vorrei tanto aver sbagliato di nuovo qualche cosa . . .

Un saluto . . . sconsolato . . a tutti.




http://www.energialternativa.info/Public/NewForum/ForumEA/2/2/6/2/4/8/7/t/1232273251.jpg




Modificato da Libero51 - 18/1/2009, 11:41
 

Lupo cattivo

Avatar
GigaWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:1137

Stato:



Inviato il: 18/1/2009,16:08

Innanzitutto un sincero complimento per la tua bravura nel realizzare il tuo prototipo: proprio bello e ben funzionante.
Sui calcoli non mi intrometto (tanto lo faccio a rischio di figuracce faccine/wink.gif ) perchè son sempre stato una scarpa, li lasciavo sempre fare ad una compagna mentre io trafficavo con l'apparecchiatura, per cui li ho facilmente dimenticati
Solo una cosa; tu affermi che su di un area di 100 cm2 una atmosfera sviluppa una forza di 1000 (o 1013, ma non è questo il punto: è quasi lo stesso) newton, ma questo vale solo se l'altra parte della piattaforma mobile o pistone o dir che si voglia si affaccia sul vuoto assoluto.
Non so che pressioni entrino in gioco, ma certamente occorre calcolare la forza sul delta di pressione sulle due facce, arriva ad una atmosfera?
Oppure è decisamente superiore, due, tre?

 

Libero51

Avatar
GigaWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:1248

Stato:



Inviato il: 18/1/2009,18:19

CITAZIONE (Lupo cattivo @ 18/1/2009, 16:08)
. . . tu affermi che su di un area di 100 cm2 una atmosfera sviluppa una forza di 1000 (o 1013, ma non è questo il punto: è quasi lo stesso) newton, ma questo vale solo se l'altra parte della piattaforma mobile o pistone o dir che si voglia si affaccia sul vuoto assoluto. . .

Ciao a tutti e ciao Lupo cattivo che come tutti i Lupi cattivi , non è cattivo come sembra ed io che in questa favola inevitabilmente devo interpretare Cappuccetto Rosso me la sono un pò andata a cercare . . . Passiamo al diagramma PV .

Il ragionamento che hai fatto è corretto. Infatti sul diagramma il rettangolo con le diagonali ha una base che rappresenta la variazione di volume del cilindro motore (500 cmc) ed un 'altezza che rappresenta la variazione di pressione tra un'atmosfera e . . . zero (vuoto assoluto) . Per il mio scopo tale ragionamento serve solo a "tarare" l'area del diagramma. Dal confronto di tali aree si desume quasi "ad occhio" quanto vale approssimativamente l'effettiva energia resa ad ogni giro.

La taratura analitica avrebbe potuto affrontare l'analisi dell'equazione PV=mRT ma per il mio scopo non è necessaria tale virtuosa complicazione. Vorrei rendere comprensibile il problema al maggior numero di lettori.

Alla domanda che poni in chiusura il diagramma risponde : 0,2 atmosfere .
0,2 a comprimere e 0,2 ad aspirare.
La pressione varia infatti tra 1,2 e 0,8 atmosfere.

Naturalmente ti ringrazio per avermi dato la possibilità di precisare questo particolare.
Nel cestino , la "merenda" è per tutti . . . siete invitati a partecipare.

Un caro saluto.




Modificato da Libero51 - 18/1/2009, 19:34
 

giuggiolo0107

Avatar
Watt


Gruppo:Utente
Messaggi:72

Stato:



Inviato il: 18/1/2009,21:13

salve ho letto tutto, molto interessante non capisco niente di numeri ma mi piace sperimentare..... sto cercando anch'io di accoppiare uno stirling con ua caldaia a legna ..... qualcuno ha qualche soluzione? scusate se non sono molto pertinente , ma purtroppo non capire l'inglese non mi aiuta grazie a tutti per il disturbo

 

biomassoso

Avatar
GigaWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:1239

Stato:



Inviato il: 18/1/2009,21:44

CITAZIONE (giuggiolo0107 @ 18/1/2009, 21:13)
..... sto cercando anch'io di accoppiare uno stirling con ua caldaia a legna .....

Boh.....il problema non è tanto l'accoppiarlo quanto costruire uno Stirling con un rendimento almeno accettabile...
Stirling in caldaia a pellet: che gira c'è questo video se non l'hai ancor visto...



 

NonSoloBolleDiAcqua

Avatar
PetaWatt


Gruppo:AMMINISTRATORE
Messaggi:13786

Stato:



Inviato il: 18/1/2009,22:59

Il sito del cogeneratore postato da Biomasso è
http://enerbus.it/index.html
Interessante, veramente interessante...mi aspettavo un rendimento maggiore (900° non sono pochi)...e non mi è ben chiaro quel "Il motore attualmente ha una resa elettrica pari al 10% che aumenterà moltissimo nei prossimi prototipi."
Bolle



---------------
Chi sa raccontare bene le bugie ha la verità in pugno (by PinoTux).
Un risultato se non è ripetibile non esiste (by qqcreafis).

 

Libero51

Avatar
GigaWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:1248

Stato:



Inviato il: 19/1/2009,08:58

CITAZIONE (NonSoloBolleDiAcqua @ 18/1/2009, 22:59)
...mi aspettavo un rendimento maggiore (900° non sono pochi)...e non mi è ben chiaro quel "Il motore attualmente ha una resa elettrica pari al 10% che aumenterà moltissimo nei prossimi prototipi.". . .

Ciao a tutti e ciao Bolle, . . .
Circa due anni fa , ho incominciato ad interessarmi al motore stirling. L'applicazione in cogenerazione elettrica nelle caldaiette a gas della Whisper e le grosse parabole a concentrazione solare della Sunpower con rese da 25 kW mi avevano affascinato. La mia preparazione scolastica termodinamica e le conoscenze di analisi matematica necessarie erano abbastanza scolorite dai trenta anni trascorsi.
Molti anni fa comprai il primo "Spectrum" per soddisfare quella passione "primordiale" di autocostruire il giocattolo . Iniziai a programmare i miei videogiochi in Basic, in Pascal, fino all'assembler per sfruttare al massimo le grandi potenze di calcolo che la grafica richiede. Due anni fa realizzai il primo programmino che simulava il funzionamento del primo prototipo stirling . Era costruito con un piccolo gruppo elettropneumatico ricavato da un trapano perforatore guasto, un pentolino , una scatola di tonno , un grosso volantino di un rubinetto e poco altro. Il programmino mi era servito banalmente per dimensionare i leveraggi. Il secondo passo fu quello di tracciare il diagramma PV e di conseguenza mi ritrovai uno strumento che poteva valutare grossolanamente il rendimento. Bastava quasi il confronto visivo dell'area rossa (resa) e di quella verde (ceduta) ma l'elaborazione grafica al computer nel tracciare il grafico poteva agevolmente calcolare tali aree sommando i "minitrapezi".
Un giovane caro amico , oggi studia all'università di Fisica di Losanna, dopo aver giocherellato con modellino e programma mi disse "devi tarare il diagramma".
Il rendimento era ormai calcolabile ma per calcolare l'energia effettivamente sviluppata ad ogni ciclo era necessario conoscere quanta energia era rappresentata in ogni millimetroqudrato del diagramma.
Il modello tipo gamma ad aria non pressurizzato con leveraggio a squadretta è probabilmente il più scadente dei tipi di motore stirling, ma è l'unico che consente una facile costruzione con rottami vari ad una grande percentuale di lettori. Tale motore "perdendo aria" lavora con una pressione media pari a quella atmosferica e divenda quindi molto facile tarare quel rettangolo che ha per base il volume percorso dal pistone motore e per altezza la pressione atmosferica.
La probabilità che un lettore possa autocostruire un motore simile a quello indicato da biomassoso è praticamente nulla , resta comunque molto interessante valutare con attenzione i dati esposti nel filmato che in prima battuta hanno sollevato le perplessità di Bolle.
Personalmente mi trovo ad un doppio bivio.
Primo bivio :
Proseguire con l'idea di un nuovo prototipo da almeno 1000 cc alimentato a fiamma (legna, pellet) (delta T =250° ) oppure un prototipo a membrana da 10000 cc . . . con miniconcentrazione solare (delta T = 100°)
Secondo bivio :
Abbandonare Stirling e riprendere Rankine . Il motore stirling a bassa tecnologia è stato abbandonato per le migliori caratteristiche del motore a vapore.

Alcuni lettori chiedono consigli per autocostruire ed usare uno stirling sui fumi a 250° delle caldaie a biomassa.
In tali condizioni è ragionevole pensare che la temperatura "fredda" possa essere di 50° con un conseguente salto termico di soli 200°.

La prossima volta preparerò un diagrammino con le mie previsioni.

Un saluto a tutti















 

Lupo cattivo

Avatar
GigaWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:1137

Stato:



Inviato il: 19/1/2009,14:43

Io sarei molto interessato a costruire un motore Rankine dati i risultati che ho visto dai realizzatori, pur bravi, di Stirling di ogni dimensione.
Consumi solo un po' acqua in più, ammesso di usare acqua.
Inoltre se hanno abbandonato lo Stirling per il Rankine ci sarà un motivo. faccine/smile.gif

 

Libero51

Avatar
GigaWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:1248

Stato:



Inviato il: 30/1/2009,15:33

CITAZIONE (Lupo cattivo @ 19/1/2009, 14:43)
Io sarei molto interessato a costruire un motore Rankine dati i risultati che ho visto dai realizzatori, pur bravi, di Stirling di ogni dimensione.
Consumi solo un po' acqua in più, ammesso di usare acqua.
Inoltre se hanno abbandonato lo Stirling per il Rankine ci sarà un motivo. faccine/smile.gif

Ciao a tutti e ciao Lupo. Il motivo è la grande differenza di potenza specifica e per la tecnologia molto avanzata necessaria per costruire motori stirling "decenti".
La relazione che sto preparando sulla mia esperienza con stirling a bassa tecnologia affronta due problemi legati sostanzialmente alla reale possibilità del "fai da te".
A) L'idea di autocostruire uno stirling a bassa tecnologia per la mia caldaia a legna , malgrado il successo dei prototipi, si scontra contro il dimensionamento teorico che mi suggerisce un motore grosso quasi come la caldaia e questo non mi pare un percorso ragionevole.
B) L'utilizzo di un ciclo Rankine a vapore non mi convince, pensa che ,tra l'ilarità di amici e parenti, ho comprato nei rottami un grosso scambiatore in inox per il condensatore (neanche l'acqua in più consumerei !!). Sarebbe sicuramente fattibile ma l'idea di proporre un serbatoio anche solo con cinque litri di acqua e vapore surriscaldato a 10 atmosfere mi sembra troppo pericoloso per me e per gli altri (senza parlare delle conseguenze del rispetto o del non rispetto della normativa di sicurezza a riguardo).
Inoltre mi risulta che un tale sistema per potenze così piccole sia antieconomico.
Esperienza stirling conclusa ? No , ho ancora un percorso banalmente più semplice da tentere , ma questa è un'altra storia . . .

Un saluto a tutti

 

Lupo cattivo

Avatar
GigaWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:1137

Stato:



Inviato il: 31/1/2009,13:28

Libero, cosa ne dici del motore di Brayton?
Mi ha sempre affascinato, forse perchè di immediata concezione termodinamica, o forse per la sua semplicità.
Ho anche letto di rendimenti decisamente superiori allo Striling, ma nessuno mai lo costruisce; ergo chiedo lumi:

Immagine

 

Libero51

Avatar
GigaWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:1248

Stato:



Inviato il: 1/2/2009,09:37

CITAZIONE (Lupo cattivo @ 31/1/2009, 13:28)
. .. cosa ne dici del motore di Brayton?
Mi ha sempre affascinato, forse perchè di immediata concezione termodinamica, o forse per la sua semplicità.
Ho anche letto di rendimenti decisamente superiori allo Striling, ma nessuno mai lo costruisce; ergo chiedo lumi. . .

Ciao a tutti e ciao Lupo , penso non ci siano problemi a pubblicare il Link :

http://digilander.libero.it/digitalrino/page_7.htm

Effettivamente sembra semplice, talmente semplice che l'unico problema serio sembrerebbe il diagramma di fasatura delle valvole.
Su youtube ho trovato centinaia di modellini di stirling di tutti i tipi e nessun modello di motore bryton, magari ci sono e non li ho trovati.
Mi stupisce che sul link dopo una bella argomentazione sulla possibilità di autocostruirlo con i pistoni di un 125 cm³ (chissà perchè non usare anche i cilindri) non vedo almeno una foto della realizzazione.

Una veloce sintesi di cosa penso di aver capito:
I cicli termodinamici che permettono la converssione calore-energia meccanica sfruttano l'espansione di un gas preventivamente compresso e riscaldato.
L'energia meccanica prodotta da tale espansione viene parzialmente utilizzata per comprimere il gas.
Il teorema di Carnot stabilisce il rendimento massimo come rapporto tra il salto termico disponibile tra la sorgente fredda e la sorgente calda e la temperatura della sorgente fredda: (in gradi Kelvin [K°])

rendimento = (T2-T1)/T1

Durante il ciclo termodinamico può avvenire un cambiamento ciclico di fase (gassificazione e liquefazione) del fluido utilizzato.

Nel ciclo Rankine della locomotiva a vapore l'acqua viene scaldata, portata all'ebollizione, ed il vapore compesso e caldo espandendosi nei cilindri muove la locomotiva , il vapore espanso e prossimo alla condensazioe viene "buttato" . La caldaia si svuota progressivamente ed è quindi necessario riempirla di altra acqua fredda prelevandola dal tender e comprimendola in caldaia.
Sarebbe possibile condensare il vapore in uscita dal fumaiolo e ributtarlo nel tender ma un tale condensatore sarebbe più grosso della locomotiva e quindi si accetta la perdita del vapore ancora caldo. In un ciclo Rankine fisso il vapore viene ricondensato, e ricompresso liquefatto in caldaia.
E evidente che la compressione del liquido deve superare la pressione della caldaia per poter entrare agevolmente . Ad ogni ciclo la massa di acqua che rientra in caldaia è uguale alla corrispondente massa di acqua vaporizzata e surriscaldata. La differenza dei due volumi acqua che entra /vapore che esce mi pare stia alla base del funzionamento uilizzabile di tale ciclo termodinamico.
Nei motori a combustione esterna Stirling e Bryton non avviene cambiamento di fase ed il dimensionamento del compressore e del motore deve tenere conto della differenza di volume del gas tra le due temperature calda e fredda . Tale differenza di volume è molto minore di un ciclo a cambiamento di fase per cui , a parità di potenza e di salto termico disponibile , aumentano le dimensioni complessive del motore ed i conseguente storico successo della macchina a vapore.

Chi trova un modello bryton a pistoni funzionante ? (le turbine a gas sfruttano il ciclo Bryton ma non credo sia percorribile la via del fai da te)

Ciao a tutti




Modificato da Libero51 - 1/2/2009, 17:57
 

vandelius
milliWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:2

Stato:



Inviato il: 29/4/2010,13:40

Ciao Libero51,
sono nuovo del loco. Ho visto che nel 2008 hai postato un prg per la progettazione di un motore stirling, però non esiste più il download.
Mi piacerebbe vedere questo prg dal momento che i post seguenti lo elogiano.
Dove lo trovo (se esiste ancora...)?
Grazie
Vandelius

 

Libero51

Avatar
GigaWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:1248

Stato:



Inviato il: 30/4/2010,06:39

CITAZIONE (vandelius @ 29/4/2010, 14:40)
. . . Ho visto che nel 2008 hai postato un prg per la progettazione di un motore stirling, però non esiste più il download.
. . . Dove lo trovo (se esiste ancora...)?

Ciao vandelius . da questo sito potrai scaricare i miei lavoretti.

http://digilander.libero.it/Libero_51/

Alcuni setup installano automaticamente le librerie di VB5 necessarie per il loro funzionamento.

Il motore stirling mi ha affascinato parecchio e la caldaietta a gas della WhisperGen :

www.whispergen.com/content/library/whispergen.html

è rimasto , a mio parere, uno dei pochissimi esempi sul mercato che permettono una produzione di energia elettrica . . . sotto un certo aspetto . . . quasi free.

Considerando l'enorme mercato del riscaldamento a gas sono ancora convinto che l'esempio della Whisper potrebbe essere un buon espediente per ricavare quasi gratuitamente un bel pò di energia elettrica.
Certo che un sistema termodinamico rotativo è una gran bella complicazione in termini di usura e mantenzione ma anche gli altri sistemi , eolico e fotovoltaico presentano i loro problemi in termini di manutenzione e costi.

Con tutti i suoi limiti, la mia analisi del motore stirling mi ha fatto comprendere quanto prezioso sia il metano e non sfruttare opportunamente la sua combustione pulita ad alta tempertura per produrre energia elettrica anche con potenze di focolare domestiche mi pare una vera sciocchezza.
Per un focolare di 20 kW ricavare 900 W elettrici non è certo un granchè ma moltiplicato per il numero di utenze diventa una produzione gigantesca.

La tecnologia del mio povero "fai da te" non permette certo di costruire modelli minimamente proponibili ed è per questo che ad un certo punto ho cercato soluzioni con basso salto termico percorrendo a ritroso la storia evolutiva di quel tipo di motore.

Prima o poi , tempo permettendo, tenterò la costruzione di un ingombrante motore di legno, polistirolo e membrana di silicone . Economico, lento per produrre quello che un comune pannello fotovoltaico produce con molto meno spazio . . . . .

Ciao . . . faccine/sick.gif




Modificato da Libero51 - 30/4/2010, 12:07
 
 InizioPagina
 

Pagine: (5)   1   2   3   [4]   5    (Ultimo Msg)

Versione Mobile!

Home page       TOP100-SOLAR      Home page forum