Motore adiabatico per cogenerazione domestica - Altri Motori

[mastrovetraio]

Ovviamente non sono in grado di fare calcoli, anche perchè non ho nessuna misura, e bisogna sapere se deve andare in moto con o senza carico. A priori penso che il cassetto di distribuzione deve essere esterno, sopratutto se vale il postulato "generatore domestico". Il disegno del colibrì e bellissimo così com'è, ma penso richieda certezze di carico (alternatore) e di quantità/qualità di vapore. Lo trovo un progetto apparentemente semplice e lineare, ma nasconde insidie tecniche che vanno tenute ben presenti in fase di progetto. Immaginiamo un sovraccarico dell'alternatore. Cosa accade nella tempistica del motore? Arriverà sempre e comunque a fine corsa aprendo l'immissione al cilindro opposto? Immaginiamo invece un guasto all'alternatore tale che non offra nessuna resistenza al motore. Che succede? Non credo che un "free piston" possa prescindere dal carico. Il cassetto di distribuzione esterno può essere modulato elettronicamente, un cassetto solidale ai pistoni obbedisce ai pistoni medesimi. Spero di non essere stato prolisso, ma chiaro.Aggiungo. Tutto ciò che ho detto prescinde dall'equilibrio dei materiali usati. Avviare un motore del genere dove farà molto caldo al centro e molto meno agli estremi e magari avere il carico solidale che richiede (hai detto) 1800 corse/minuto è una cosa che va al di là della mia immaginazione, dato che sono convinto che a causa del disegno del cassetto di ammissione il range operativo sia ristretto. Immagino quindi un motore che debba passare in un attimo da 0 a 1800 corse/min .

[mastrovetraio]

Aggiungo all'aggiunta. Cogenerazione "domestica" dovrebbe poter dire amica dell'utente (user friendly) quindi si presuppone che non ci voglia il patentino per conduzione di caldaie a vapore.Perciò il tutto dovrà essere autocontrollato co ampia ridondanza. Immagino le fasi:1) partenza motore, senza carico, fino al raggiungimento dell'equilibrip funzionale (dilatazioni/contrazioni)2) applicazione del carico. Proporzionale alla domanda? Oppure tutta potenza (ricarica banco accumulatori) ?3) le protezioni per eventuale surpressione, come le conciliamo con il "domestico" ?

[Ferrobattuto]

Le valvole di sfogo di sicurezza per aria compressa esistono e si possono usare praticamente tali e quali senza modifiche. Sono in bronzo e sono regolabili entro ampi valori.In genere i motori a vapore hanno un regolatore di giri centrifugo, abbastanza facile da fare, le solite due "palline" con trapezio e molla di contrasto. Tutto sommato niente di trascendentale.Il motore a vapore condensato lavora poco sopra i 100°, per cui le dilatazioni dovrebbero essere abbastanza contenute....A me da più preoccupazione un eventuale calcolo. Come devo calcolare la "cilindrata" e la pressione, sapendo ad esempio che mi occorrono 8HP all'asse, con un numero di giri intorno ai 500 - 750 G/min e con una corsa che deve essere almeno 1,3 volte il diametro? Trattandosi ovviamente di vapore saturo e non surriscaldato.È meglio un motore a "doppio effetto" o uno bicilindrico?

[Yuz_di_Scienza_Laterale]

@mastrovetraioI tuoi ultimi interventi toccano diversi argomenti interessanti che verranno adeguatamente approfonditi.Prima però mi sento in dovere di dirti che stai correndo un po' troppo e non è mia intenzione illudere nessuno.La generazione elettrica con sistemi a combustione esterna è un ambito molto difficile dal punto di vista tecnologico, ma ancora di più da quello economico.Ho spiegato i motivi sia nel mio blog che nel forum Energeticambiente.Se per gli amministratori non è un problema potrei riportare qui il link alla discussione, altrimenti dovrò fare un'operazione chirurgica di copia/incolla, ma non mi pare il caso.

[mastrovetraio]

@ Ferrobattuto Ho la traduzione spagnola di un libro del 1909 scritto da un Ingegnere Francese,J.A. Bocquet che si intitola "Trattato elementare di meccanica applicata". Una perla, comprende da come calcolare una trasmissione a cinghia (di cuoio), progetto di ingranaggi, progetto di mulino ad acqua, motori a vapore e tanto altro. Sui motori a vapore parte dalla caldaia fino agli apparati di controllo e regolazione, con tanto di calcoli esemplificativi. Ti cito alcuni paragrafi: macchina a piena pressione senza espansione nè condensatore<>macchinecon espansione senza condensatore<>macchine con espansione con condensatore<>valori di potenza al variare dell'espansione<>macchina di Woolf<>freno di Prony<>apparati di controllo e sicurezza di Watt e via dicendo. Ho tradotto solo una parte dei titoli dei paragrafi, comunque c'è tutto ciò che serve per il calcolo e la costruzione. Con il bonus che il tutto è riferito a materiali dell'epoca. Ovvero se useremo materiali e tecniche attuali il risultato non può che essere migliore. Fotocopio e te lo mando ??

[Ferrobattuto]

CITAZIONE (mastrovetraio @ 14/6/2013, 20:21)[url]?t=65090309&st=60#entry536615817[/url] .....Fotocopio e te lo mando ??

Per ora lascia stare, che ho un sacco di roba da mettere in ordine.... Tanto ora sò che ce l'hai..... Grazie, comunque.

[Arex]

CITAZIONE (Yuz di Scienza Laterale @ 14/6/2013, 19:52)[url]?t=65090309&st=60#entry536613900[/url] Se per gli amministratori non è un problema potrei riportare qui il link alla discussione, altrimenti dovrò fare un'operazione chirurgica di copia/incolla, ma non mi pare il caso.

A mio avviso non c'è problema Yuz.. un link non crea danno ne a noi ne a Energetica Ambiente.Spero solo che sortisca gli effetti sperati (che incuriosisca molti ad andarlo a leggere).Scegli tu quello che ti sembra meglio... a me vanno bene entrambe le cose....

[Yuz_di_Scienza_Laterale]

Di seguito il link alla discussione su Energeticambientehttp://www.energeticambiente.it/motori-combustione-esterna/14751650-stirling-o-vapore-discutiamone.htmlStirling o vapore? discutiamoneSono stati scritti parecchi messaggi da diversi utenti e gli spunti su cui ragionare non mancano.Buona lettura!

[Yuz_di_Scienza_Laterale]

CITAZIONE (Ferrobattuto @ 14/6/2013, 19:50)[url]?t=65090309&st=60#entry536613757[/url] Come devo calcolare la "cilindrata" e la pressione, sapendo ad esempio che mi occorrono 8HP all'asse, con un numero di giri intorno ai 500 - 750 G/min e con una corsa che deve essere almeno 1,3 volte il diametro? Trattandosi ovviamente di vapore saturo e non surriscaldato.È meglio un motore a "doppio effetto" o uno bicilindrico?

Come prima cosa proporrei di cambiare unità di misura della potenza all'albero.1HP = 0,7457kWquindi8HP = 5,97kWSe va bene lo stesso, terrei il valore di 6kW come riferimento.La potenza all'albero dipende da quattro fattori:1) cilindrata2) rapporto di compressione3) pressioni operative4) frequenza di lavoro (in questo caso velocità di rotazione)La velocità di rotazione è stata già fissata intorno ai 500 - 750 G/min.Per procedere con un'ipotesi di dimensionamento è necessario limitare ulteriormente le variabili in gioco individuando per esempio le pressioni operative previste.Quale è la pressione di alimentazione nominale?Lo scarico è atmosferico oppure si è in presenza di condensatore e quindi la pressione finale è subatmosferica?Se non si ha idea delle pressioni, vanno bene anche le temperature.

[Ferrobattuto]

Mi stanno bene 6Kw... Anche se ero convinto che un HP fossero 736W....5 bar di pressione, se non sbaglio intorno ai 150°C, per non eccedere troppo. Ovvio che trattandosi di cogenerazione poi si estrae il calore in uno scambiatore che alimenti un sistema di riscaldamento domestico, o per altri usi, tipo una serra. Credo che quì si debba decidere con quale temperatura uscire, e pertanto che salto termico si abbia, se si usano normali radiatori da riscaldamento (termosifoni) si deve uscire dallo scambiatore intorno ai 50°C, se si usa un riscaldamento a pavimento o per una serra basta molto meno, anche 25 o 30°C.So empiricamente che la potenza all'asse è data dalla pressione media sul cielo del pistone per la sua superficie, dalla lunghezza della manovella dell'albero motore, e dal numero di giri. In quale relazione di preciso non saprei.Ho buttato lì 500-750 giri, ma non ho idea di quale siano i giri ottimali per un motore "tranquillo", di facile gestione e di facile manutenzione. Soprattutto "duraturo". Immagino che costruire un mastodonte lungo 3m e pesante 10 ql non sia conveniente, ma neanche un "coso" troppo piccolo che giri troppo forte e si usuri velocemente.

[Yuz_di_Scienza_Laterale]

PRIMA IPOTESI COSTRUTTIVAAlimentazione: vapore saturo a 5 bar (151,8°C)Scarico: atmosferico - condensatore apertoRapporto di compressione: 2,72Un motore con cilindrata pari a 11000cc sviluppa una potenza all'albero di 6kW a 500giri/minuto (=8,33Hz) e di 9kW a 750giri/minuto (=12,5Hz).Un motore con cilindrata pari a 7400cc sviluppa una potenza all'albero di 4kW a 500giri/minuto (=8,33Hz) e di 6kW a 750giri/minuto (=12,5Hz).Rendimento teorico: 7,8%Rendimento effettivo atteso: 3,9%­

[Ferrobattuto]

Con un monocilindrico stiamo intorno a quei famosi 3m x 10ql.....Immagino che salendo verso i 1000 g/min si scenda intorno ai 5000cc, e forse con un "doppio effetto" le dimensioni potrebbero essere accettabili. Se sono 2500cc sopra e 2500cc sotto al pistone alesaggio x corsa sarebbero circa 14x16cm.... Ho visto bene?

[Yuz_di_Scienza_Laterale]

SECONDA IPOTESI COSTRUTTIVAAlimentazione: vapore saturo a 5 bar (151,8°C)Scarico: 0,15bar (54°C) - subatmosferico - condensatore chiusoRapporto di compressione: 2,72Un motore con cilindrata pari a 4600cc sviluppa una potenza all'albero di 6kW a 500giri/minuto (=8,33Hz) e di 9kW a 750giri/minuto (=12,5Hz).Un motore con cilindrata pari a 3100cc sviluppa una potenza all'albero di 4kW a 500giri/minuto (=8,33Hz) e di 6kW a 750giri/minuto (=12,5Hz).Rendimento teorico: 7,0%Rendimento effettivo atteso: 3,5%­

[titone78]

ciao a tutti.......scusate l'intromissione.......da quanto letto sto vedendo(e parlo da profano) che serve una bella cilindrata per aver una potenza adeguata.......stiamo sempre parlando di monocilindri?.......e possibile creare un motore pluri frazionato?si aumenta la potenza a pari cilindrata........di vapore non ne so nulla ma la cosa mi intaressa..........grazie degli esempi.......la discussione cosi la capisco un po meglio..............

[mac-giver]

CITAZIONE (titone78 @ 15/6/2013, 22:12)[url]?t=65090309&st=60#entry536686628[/url] ciao a tutti.......scusate l'intromissione.......da quanto letto sto vedendo(e parlo da profano) che serve una bella cilindrata per aver una potenza adeguata.......stiamo sempre parlando di monocilindri?.......e possibile creare un motore pluri frazionato?

ciao titone.. non penso che se si viaggia sui 5mila di cilindrata siano monocilindrici..la scelta del numero dei cilindri va fatta in base a parecchi criteri..in linea di massima vale come nei motori a scoppio..piu cilindri a parità di cilindrata significa maggior consumo specifico, peggior rendimento, (aumentano gli attriti), maggiore potenza specifica( puoi aumentare il numero di giri e quindi la potenza max)piu cilindri significa anche una migliore regolarità di funzionamento , meno vibrazioni..con un 5mila cc si potrebbe fare un bel 6 cilindri ..poi yuz magari potrebbe affinare meglio questo calcolo che ho fatto a spanne..

[titone78]

grazie mac.....erano proprio le risposte che volevo...........comunque ormai ci sono pluri frazionati con rendimenti e consumi paragonabili a monocilindrici........parlando di motori a scoppio............

[mac-giver]

dipende sempre dalla cilindrata.. ad oggi le case automobilistiche per ridurre i consumi e diminuire l inquinamento per le piccole cilindrate tolgono un cilindro.. e ritornano quei bruttissimi zoppicanti 3 cilindri.. vedi citroen c1 kia picanto.. vibra tutto ma fanno 20kml di media..il principio di base è che in una camera di scoppio piu ampia, la miscela viene bruciata meglio, e l'espansione viene sfruttata meglio, e meno attriti.. ecco perchè consuma meno e inquina di meno.. ma a me personalmente.. meccanicamente parlando.. fa schifo..

[Yuz_di_Scienza_Laterale]

@TuttiStamattina mi sono riletto la discussione linkata in precedenza (a dire il vero mi sono fermato alla fine della quarta pagina, primi 100 commenti).A me pare una lettura estremamente interessante e mi piacerebbe sapere se altri hanno avuto il tempo di farlo.Modificato da Yuz di Scienza Laterale - 16/6/2013, 11:04

[Roberto_Rampado]

Sono un nuovo ingresso in questo bello e animato Forum e per prima cosa porgo un cordiale saluto a tutti.Ho riletto dopo qualche tempo il link postato da Yuzhttp://www.energeticambiente.it/motori-combustione-esterna/14751650-stirling-o-vapore-discutiamone.htmlhttp://www.energeticambiente.it/motori-com...scutiamone.htmldove avevo anche scritto qualcosa.La domanda era semplice: "Stirling o vapore?": vincerebbe il vapore, ma la risposta vera che si legge tra le righe è purtroppo un'altra...Cerco di farla intuire...Per qualsiasi generatore elettrico vale la regola economica che complessivamente non debba costare più di 1€/W.Dovrebbe poi ammortizzarsi in non oltre 2 anni, comprendendoci ricambi, manutenzioni e sostituzione parti usurate.La durata dell'impianto dovrebbe essere circa del doppio, quindi 4 anni per poter ripagare la sostituzione completa con un altro impianto.E' già difficile che un impianto industrializzato commerciale possa stare entro questi limiti, e chi lo vende provvede già di suo a fare il prezzo al di fuori degli incentivi e detrazioni fiscali ecc ecc... in pratica prima di vendertelo ti fa i conti in tasca per guadagnarci il massimo e ti lascia le briciole...E' ovvio che qualsiasi prototipo costa sempre e comunque oltre questo limite commerciale e quindi i motivi per volerlo costruire sono essenzialmente tre:- Per divertimento / Hobby (il prezzo non conta più)- Per ricerca pura (ma sul vapore si sa già tutto)- Per ricerca applicata "pre-industrializzazione"Non riesco a pensare che la costruzione del prototipo posso essere considerata ai fini di un uso diretto, anche avendo il calore gratis, condizione necessaria ma non sufficiente...

[mastrovetraio]

@ Roberto Rampado d'accordissimo, quoto in pieno. La mia speranza è di trovare "qualcosa" che possa essere convertito in motore a vapore, possibilmente preso allo sfascio. La butto là, un compressore di aria condizionata di automobile, un pistone idraulico. Chi "fa da sè" può accettare compromessi sul rendimento, meno sulla praticità.Tra l'altro, pensando ad una cogenerazione, dato il rendimento non eccelso mi chiedo che quantità di calore bisogna smaltire anche solo con un motore da 1 Kw. A casa misa sarebbe eccessivo.Dimenticavo, benvenuto RobertomastrovetraioModificato da mastrovetraio - 16/6/2013, 20:52