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Energia Alternativa ed Energia Fai Da Te > Motori termici, magnetici, elettrici, etc...

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la mia turbina a strato limite
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Dynoc
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Inviato il: 23/2/2012,12:04

Ciao Aladar,

per rispondere alla tua domanda dell'energia contenuta nelle bombole, ecco quà una piccola disssertazione, spero sia utile.

Trattiamo l'aria come un gas perfetto, cosa che non è ma in prima approssimazione può andare bene:
la formula in questione è

E=nRTln(P1/P2)

dove:
n= numero di moli
R = costante dei gas perfetti = 8.314472 J/mol*K
T = temperatura = 20°C = 293 K
P1 = pressione iniziale = 1 atm = 101'000 Pa (pressione atmosferica)
P2 = pressione finale = 10 bar = 20'000'000 Pa

Quale delle due P sia la maggiore non importa, cambia solo il segno dell'energia... (fornita o sottratta al sistema)

Come vedete ci manca solo n, ossia il numero di moli (cioè la quantità di materia).
L'aria è formata al 78% da N2, al 21% da O2, e 1% altri gas...facciamo 22%­O2.
1 mole di N2 (peso molare 14), pesa 28gr
1 mole di O2 (peso molare 16), pesa 32 gr.
Seguendo le proporzioni sopra, 1 mole di aria peserà: 0.78*28+0.22*32=28.88 gr

Ora dobbiamo capire quanta aria (in peso) c'è dentro alle bombole.
L'aria a pressione atmosferica ha una densità di 1.2 kg/m3 (quindi ogni 1000 lt),
a 10 bar...ca. 11.88 kg/m3, oppure 0.08416 m3/kg.

se abbiamo 35 lt (0.035m3) = 0.4158 kg = 415.8 gr
se abbiamo 110 lt (0.110 m3) = 1.3068 kg = 1306.8 gr.

da quà possiamo sapere il numero di moli:
1 - n1=415.8/28.88 = 14.40 moli
2 - n2 = 1306.8/28.88 = 45.25 moli

tornando alla formula precedente (vi risparmio i numeri):
E1 = 80758 J
E2 = 252729 J

se mi dici che svuoti i 110 lt in 85 sec.
Pmedia fornita dall'aria = 252729/85 = 2973 W = 2.97 kW!!!!
se la tua turbina sprigiona 228 W
hai un rendimento del 7.66% (escludendo il transitorio).

-D-

 

qqcreafis

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Inviato il: 23/2/2012,21:14

se hai la possibilità di fare altri dischi devi ingrandire il foro dello scarico riduci lo spessore della corona circolare (http://it.wikipedia.org/wiki/Corona_circolare )porta lo scarico da 90 a110 circa fai un ugello che si restringe solo in fondo (gli attriti sono molto forti specie per l'acqua) devi individuare l'angolo migliore adesso è troppo tangente (il fluido non deve essere ricentrifugato fuori ma deve raggiungere lo scarico al centro con una certa velocità superiore a quella del disco), i dischi sembrano molto vicini esisterà una distanza ottimale che dipende dal fluido, dalla sua velocità e da chissà altro.

Biass della precedente discussione è riscito a produrre qualcosa di funzionante solo allargando lo scarico



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ODE AD UNO STUDENTE MERITEVOLE (Sermone)
Allora Xyz è stato bravo! noi dobbiamo riconoscere che è stato molto bravo, bisogna dirlo !
In un mondo dove tutto SEMBRA uguale a tutto.
In un mondo dove chi abbruttisce la dignità dell’intelligenza umana si arroga meriti.
In un mondo in cui si dice che i giovani non hanno speranza perché “tanto non troveranno lavoro” perché tanto non “non avranno la pensione”.
Xyz è stato bravo! ha capito tutto, ha fatto un compito perfetto.
Xyz ci da una SPERANZA.
Xyz non ha seguito le falsità che ci circondano.
Xyz si è impegnato ed è riuscito nel suo intento.

 

aladar mezil
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Inviato il: 24/2/2012,00:52

Buonasera ragazzi !
Innanzitutto vi ringrazio per le informazioni ed i consigli che mi state dando.
Mi aspettavo di ottenere un rendimento piuttosto basso attorno al dieci o giù di li
Questo non mi spaventa e mi sarei sopito del contrario.
Sono contento del fatto di aver mesi in piedi un sistema per fare delle misurazioni attendibili e di questo vi ringrazio.
Un ulteriore modifica allo strumento di misura potrebbe essere la costruzione di una slitta sulla quale montare la turbina per poterla spostare avanti e indietro dalla bilancia mentre gira...
Per quanto riguarda le modifiche da apportare alla turbina sono molte ma le affronterò una alla volta.
Inizierò dall ugello. E questo perché il consumo di aria al momento e veramente eccessivo. Cercherò di costruire un ugello che immetta nella turbina un flusso di aria ad una velocità superiore e con una portata leggermente ridotta e vediamo cosa cambia.

 

aladar mezil
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Inviato il: 24/2/2012,01:11

Scusatemi gli errori ma sto postando con il telefonino ed il riconoscitore automatico a volte fa quello che vuole...

Comunque stavo dicendo che mi dedicherò alfa costruzione di un nuovo ugelloesuccessivamenteall'inclinazione del flusso d aria.
Comunque il fine ultimo e' di utilizzarla Recon il vapore ad una discreta pressione equindi con un fluido con caratteristiche piuttosto diverse rispetto alfa semplice aria compressa

 

NonSoloBolleDiAcqua

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Inviato il: 24/2/2012,10:30

CITAZIONE (aladar mezil @ 24/2/2012, 01:11)
Comunque il fine ultimo e' di utilizzarla Recon il vapore ad una discreta pressione equindi con un fluido con caratteristiche piuttosto diverse rispetto alfa semplice aria compressa

CITAZIONE (qqcreafis @ 23/2/2012, 21:14)
...i dischi sembrano molto vicini esisterà una distanza ottimale che dipende dal fluido, dalla sua velocità e da chissà altro.

In effetti il problema è proprio questo...con l'acqua sia la distanza che gli spessori dei dischi erano calcolati ad hoc...ma ora con l'aria la situazione cambia molto...la viscosità del fluido è importante a questo punto c'è da chiedersi quanto l'aria sia idonea a questo tipo di turbina? Già con il vapore la situazione cambierebbe molto...e sicuramente in meglio...perchè cambiare fluido ...cambia tutto. E' interessante fare un confronto per capire differenze e prestazioni...occorre ricalcolare diverse cose...
Complimenti per tutto il lavoro fatto!
Bolle



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

 

qqcreafis

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Inviato il: 9/3/2012,11:08

da alcune simulazioni numeriche risulta che l'angolo rispetto la verticale, sia circa da 10° a 35°

non tangente! il rendimento dipende molto dall'attrito, se basso flusso laminare si fa poche percentuali, se altissimo si giunge al 40 %

ma il fatto più sconfortante è la bassa penetrazione nell'interno su un disco di12 cm di raggio entra pochi cm . In pratica bastano corone circolari di 1 o 2 cm , non è necessario fare uscire al centro il fluido puo cedere energia fino al bordo di uscita

Il massimo rendimento si ha per velocità di ingresso appena superiori al doppio di rotazione.

Con l'aria i dischi devono essere molto vicini

Aladar: suggerisco di provare senza copertura esterna circolare in modo da non mandare in pressione la turbina e vedere se le cose migliorano.

La turbina assume una configurazione tipo Pelton



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Inviato il: 11/3/2012,08:11

Ok una prova senza il carter la posso fare agevolmente e con diverse inclinazioni dell ugello, tanto più che ora e' smontata perché ho iniziato la costruzione del ugello nuovo di cui presto posterò qualche foto.

 

qqcreafis

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Inviato il: 14/3/2012,18:36

AIUTO!!!!!!!!!

ho qualche problema nello stimare la forza di attrito di 1 grammo di acqua che passa tra due sup lucidate a specchio distanti 0,8mm e sparato con v relativa di circa 30m/s qualcuno ne sa qualcosa????????????
Nb. il regime è turbolento



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Inviato il: 19/3/2012,15:37

Ciao a tutti !
Ieri ho fatto qualche prova con la turbina aperta.
Allego qualche foto:



Ho provato con diverse inclinazioni dell'ugello con tutti i serbatoi pieni a 10 bar ed il compressore acceso e collegato
quindi le condizioni erano più favorevoli rispetto alle prove precedenti con turbina chiusa

nonstante questo i risultati sono molto inferiori rispetto alla turbina chiusa

il miglior risultato è stato 3000 rpm 47 grammi

vero è comunque che il migliore risultato è stato ottenuto con un inclinazione dell'ugello di pochi gradi verso il centro rispetto alla tangente ai dischi a prova che a turbina aperta il flusso di aria non penetra ma viene spinto fuori quasi subito

a turbina chiusa con le pareti in presione questo evidentemente non accade xchè i risultati sono migliori.






Immagine Allegata: posizionamento ugello

http://www.energialternativa.info/Public/NewForum/ForumEA/8/0/4/8/3/7/0/1332167267.jpg



 

aladar mezil
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Inviato il: 19/3/2012,15:39

Ora posto qualche immagine del nuovo ugello che sto costruendo:

Immagine Allegata: ugello2

http://www.energialternativa.info/Public/NewForum/ForumEA/8/0/4/8/3/7/0/1332167946.jpg



 

aladar mezil
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Inviato il: 19/3/2012,15:40

foto ugello nuovo

Immagine Allegata: 2012-03-10 10.10.23

http://www.energialternativa.info/Public/NewForum/ForumEA/8/0/4/8/3/7/0/1332168022.jpg






 

aladar mezil
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Inviato il: 19/3/2012,15:41

foto ugello nuovo con condotto di scarico lucidato

Immagine Allegata: 2012-03-18 14.27.28

http://www.energialternativa.info/Public/NewForum/ForumEA/8/0/4/8/3/7/0/1332168091.jpg



 

qqcreafis

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Inviato il: 19/3/2012,15:50

Complimenti lavorazioni perfette!


nella foto si ha mezzo ugello?

se è così (forse) si ha una forte perdita per attrito nel punto vicino al foro grande dove inizia lo svaso

potresti fare degli ugelli intercambiabili per vedere il migliore(?)

facci sapere dei risultati.



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Inviato il: 20/3/2012,23:32

dati in ingresso:

K coeff attrito (parametro sconosciuto da cui tutto dipende)

diametro dischi

coordinate punto di irrorazione (ora sul bordo a sinistra)

angolo di ingresso (rispetto alla verticale)


RPM

velocità getto

dati in uscita grafici:

figura bordo dischi

traiettoria getto

punto di cambio di segno del lavoro (all'inizio lavoro utile poi lavoro dissipato dalle "forze centrifughe" è bene che la crocetta azzurra stia sul bordo esterno e tutto il lavoro utile all'interno della corona circolare


dati in uscita numerici:

a sinistra v di rotazione periferica (serve come rif per stabilire v acqua)

a destra lavoro totale e rendimento






il rendimento max si ha con angolo <22°

e grande attrito


per fare disegnare tutta la corona circolare selezionare l'ultima lineea andare sul quadratino e ricopiare tutte le formule pe altre (molte) migliaia di righe


il delta t è un microsecondo





Scarica allegato

teslaquadro4.rar
( Numero download: 144 )



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Inviato il: 21/3/2012,08:57

il foglio xls simula il movimento di una massa d'acqua lanciata su un disco rotante con attrito proporzionale al quadrato della velocità

Il rendimento è calcolato come il lavoro positivo (utile) (quello fino all x azzurra) diviso l'energia cinetica.

il modello è ancora molto scarso ma sempre meglio della massa lanciata su un'altra in movimento, o del semplice calcolo della portata



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