ps. Aggiungo come da tabella:

ditec.unige.it/users/mfossa/documents/TABELLE_fta.pdf

pagina 6 che l'entalpia del vapore è , a 180°C e 10 bar, di 763 KJ/Kg.

Ergo 60 Kg ora di vapore a 10 bar richiedono 60x763= 45780 KJ/h per essere prodotti.

Questo non considerando recuperi termici ovviamente.

Se consideriamo il recupero da Voi ipotizzato: 763-567 (a 135°C)= 196 KcJ/h per il mantenimento.
Ergo 60x196 = 11760 J/h pari a circa 2.5 Kg di pellet per un costo di 0.50 centesimi orari.

Ciao exo! Si hai ragione ho sbagliato a trascrivere i dati proprio come ha detto bolle. La formula corretta è mettendo "60" al posto di "0,19", è solo un errore di trascrizione perchè il risultato è corretto. Per quanto riguarda il 25%, questo equivale all'ingresso del vapore solamente per 1/4 della corsa, il pistone per il restante della corsa viene spinto dall'espanzione progressiva del vapore. Questo parametro sarà fortemente influenzato dal carico applicato all'asse del motore così come l'anticipo di immissione e scarico, fondamentale per ottimizzare i rendimenti.

Il pellet inizialmente non verrà utilizzato in quanto troppo costoso per il momento, verrà invece utilizzata legna da ardere la quale abbonda parecchio nella mia zona. Mio padre ha un'azienda agricola e come già detto in precedenza ogni anno vengono estirpati dai 100 ai 200 ql di legna di viti le quale vengono reimpiantate a rotazione con cicli trentennali. Oltre a questo ci sono le potature di olivo che ammontano almeno ad altri 50-80 ql all'anno. Senza considerare le decine e decine di quintali di tralci di potatura delle viti, che vengono trinciati e restituiti al terreno come sostanza organica.

La stufa sarà in grado di digeririe quindi ogni tipo di combustibile, con la biomassa come la legna o il cippato il discorso diventa mooolto interessante perchè è a bassissimo costo alcune volte gratis e altre addirittura di scarto. C'è poi il discorso del solare termodinamico, la stufa al suo interno ha uno scambiatore di calore dove circolerà olio diatermico proveniente dai concentratori solari, il quale manderà in ebollizione l'acqua, e il motore funzionerà quindi con l'energia solare a costo Zero. Per questo forse è ancora presto, una cosa alla volta, vediamo ora come si comporterà il motore con un pasto più abbondante.

Saluti Kekko

@Exo, apri un 3d magari con le premesse del tuo esperimento. Lo reputo estremamente interessante ! Mi interessa il discorso della biomassa.
Ciao, Lorenzo.

complimenti anche da parte mia a tutti i partecipanti del progetto....davvero impressionante...

Ragazzi come và con la caldaia? Non vi ho più sentiti.. non fateci preoccupare

Mi stavo chiedendo una cosa.

Voi avete fatto la camera da 0.5 litri di volume. Quindi con il vapore a 180°C con volume 0.192 considerate un'espansione da 0.192 a 0.692. Quindi circa 130 °C. A 2.7 bar.
Quindi con circa 10-2.7= 7.3 bar di forza scambiata sul pistone.
Questo fa si che vi trovate a gestire come "scarico" vapore. Con conseguente recupero termico in caldaia.

Ora mi chiedo... con un pistone da 80 e lunghezza corsa 160 avreste avuto 0.80 litri o 800 di cilindrata.

Il vapore si sarebbe espanso da 10 a 1.16 bar con una spinta di 8.84 bar. A quel punto avreste avuto condense acquose più facili da gestire. E se è vero che i Kj/kg sono a 180° 2776 ed a 130° 2726... Averne 2676 a 100° (dove appunto poi condenserebbe) non comporta molto in termini di "quanta biomassa devo dare per riportarlo a 10 bar". Si parla di 100KJ/kg. Poca roba con un buon isolamento.

Sopratutto la caldaia sarebbe stata più semplice con un classico recupero condense.

In ultima analisi la forza di 7.3 bar garantisce una spinta di 366 kg contro i 444kg con maggiore cilindrata...

In conclusione: non era meglio allungare lo stelo, far espandere tutto il vapore fino alla condensa e avere maggiore spinta e minore gestione delle condense? Inoltre sarebbero diminuiti gli RPM con conseguente risparmio sui cicli delle eletrovalvole.

(aprirò un thread appena iniziamo anche noi).

Buon lavoro a tutti. Siete grandi.

p.s. Ho considerato 1kg di vapore nei calcoli per semplicità.

Dimentichi il surriscaldatore, la cosa più fondamentale di tutte! Il vapore non entra saturo a 180 °C ma entra a 230 °C e 9,5 Atm. Il salto termico sarà dunque molto più elevato con conseguente aumento di rendimento, il quale facendo i conti della serva sarà di circa (230-130)/230*100= 43,4% . Non ho capito la cosa della corsa più lunga, che senso ha? Aumentare la corsa del pistone per aumentare l'espanzione del vapore, equivale a dire di immettere meno vapore nel pistone con la corsa più corta. Se infatti inietto vapore per il 10% della corsa ecco che espello vapore quasi condensato con un rendimento assai più alto, ma per un discorso di rapporto peso/potenza sarà da valutare come al solito il giusto compromesso. Ovviamente diminuendo l'immissione del vapore diminuirà la potenza erogata, ma per il momento questo non ci interessa (perchè sarà parecchia già così), per ora l'aspetto fondamentale sarà il Rendimento!

Per quanto riguarda i giri, non è consigliabile avere bassisimi giri di rotazione perchè poi dovresti mettere un alternatore con moltissimi e costosi magneti (tipo eolico), oppure agire su una moltiplica ma se stai basso con i giri la moltiplica dovrà essere a doppio rilancio con tutte le perdite dovute. Il nostro starà intorno ai 240 RPM a regime, perciò con un unica moltiplica 1:6 riusciamo ad avere 1440 RPM perfetti per un qualsiasi alternatore di piccole dimensioni (meno costoso quindi).

Per la caldaia tutto OK, abbiamo eseguito i test a freddo fino a 8 Atm, l'acciaio da mezzo centimetro non li sente neanche . Ora stiamo finendo i vari dettagli per poterla accendere e testarla a temperature e pressioni più alte.

PS: Apri un thread su cosa?

Saluti Kekko

Leggo con interesse gli sviluppi del vostro progetto, ma effettuando una stima del rendimento termomeccanico trovo delle incongruenze nei risultati.

I calcoli da me eseguiti fanno riferimento ad una versione mono effetto.

Premetto che nella valutazione del lavoro utile durante la fase di espansione adiabatica (dal 25% al 100% della corsa del pistone) ho utilizzato un valore di gamma pari a 1,1.

DATI MOTORE
Cilindrata: 500cc = 0,0005mc
Carico vapore: 25% della corsa del pistone
Temperatura caldaia: 180°C = 453,15K
Pressione in caldaia: 9,9 atm = 1.003.117 Pa (pressione di vapore dell'acqua a 180°C)
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:
1.003.117 Pa * 0,25 * 0,0005mc / [ 453,15K * 8,314 J/(mol*K)] = 0,033 moli (0,6 grammi)
Energia per riscaldare 0,6 grammi di acqua liquida da 100°C a 180°C = 206 J (49,2 cal)
Energia per vaporizzare 0,6 grammi di acqua liquida a 180°C = 1207 J (288,4 cal)
Energia termica complessiva fornita: 206 J + 1207 J = 1413 J
Lavoro utile nel primo 25% dell'espansione: 113 J
Lavoro utile nella successiva fase di espansione adiabatica: 124 J
Pressione alla fine dell'espansione: 2,15 atm = 217.849 Pa
Lavoro utile complessivo per ciclo: 113 J + 124 J = 237 J
Rendimento: 237 J / 1413 J = 0,168 = 16,8%


Con una velocità di rotazione di 189 rpm = 3,15 Hz la potenza meccanica sviluppata

risulta essere

Potenza meccanica = 237 J * 3,15 Hz = 746 W

associata a un consumo termico di

Potenza termica in ingresso = 1413 J * 3,15 Hz = 4451W = 4,45kW

Nel caso di motore a doppio effetto, lavoro utile e calori scambiati (e quindi le potenze) raddoppiano, ma il rendimento teorico è sempre lo stesso (16,8%).

Il rendimento del 16,8% (= 237 J / 1413 J ) è il massimo teorico possibile con questi parametri, ma bisogna considerare poi le altre perdite reali non strettamente termodinamiche (movimentazione valvolare, attriti, fluidodinamica, bypass e perdite termiche).
Se poi l'obiettivo è la cogenerazione elettrica, anche la conversione da energia meccanica è fonte di ulteriore perdita di efficienza.

Preciso comunque che un rendimento del 16,8% su un motore a vapore è decisamente un ottimo risultato.

No yuz, dimentichi anche te il surriscaldatore!! Il vapore entra nel motore a 230 °C e circa 9,5 atm. Esce poi ad una temperatura compresa fra i 100 e i 130 °C. Se utilizzi i parametri giusti vedrai che il rendimento aumenta di parecchio!

Saluti kekko

PS: Più tardi rispondo alle altre cose...

Ciao a tutti, il suriscaldatore é quel maledetto pezzo che à richiesto due giorni di lavoro, ma che ci permetterà il salto di qualità, tenetelo in considerazione nei vostri conteggi. Un salutone agolui