Motore adiabatico per cogenerazione domestica - Altri Motori

[Ferrobattuto]

Sai Yuz? Sembri un professore universitario.......

[Yuz]

Sai Yuz? Sembri un professore universitario.......

Lo prendo come un complimento!

[mac-giver]

b'è.. se sono riuscito a costruire al meglio che ho potuto il colibrì, è solo grazie alla capoccia tanta che yuz mi ha fatto per inculcarmi certi concetti di cui stavo a digiuno..

per caso mi interfacciai con un professore universitario di termodinamica e feci un' illuminante discussione sugli scambiatori di calore e sui riscaldatori di vapore.. b'è.. mi fecero i complimenti per come ho esposto la problematica e la soluzione..ma.. non era merito mio.. è il prof che ho avuto che m ha insegnato bene..

[Ferrobattuto]

Lo prendo come un complimento!

E lo era.
Purtroppo per me come per Maxlinux2000 rimane più che altro simile all'arabo, ma perché è una branca che non m'interessa direttamente, come invece succede per altri argomenti trattati nel forum. Posso essere interessato al risultato ultimo e alla sperimentazione, ma solo per l'uso pratico.

[Yuz]

Ferrobattuto, tu e Max non siete certamente gli unici ad avere difficoltà con questa materia.
Può sembrare strano, ma scrivere le spiegazioni per il forum serve anche a me per verificare se almeno io ho le idee chiare sull’argomento.
Spero solo che la vostra pazienza per leggere i miei scritti duri a lungo.

[mac-giver]

e intanto godiamoci questo espansore al lavoro..

[BBvideo 640,480]http://youtu.be/kSjfY-OHm0Q[/BBvideo]

buona visione..

[mac-giver]

[quote=
In attesa del video, c’è qualcuno che se la sente di azzardare una previsione di quanta energia elettrica siamo riusciti a ottenere nella prima prova con il Colibrì?

Si puo' azzardare un rendimento meccanico poco sotto al 30 % e con un rendimento elettrico della dinamo del 70% si puo' arrivare a produrre con 3,42 wh di energia potenzioale.........diciamo......circa .....piu' o meno..... booooo
vabbè la sparo 0,7 wh
[/quote]

b'è.. non è andata malaccio no? ti sei avvicinato.. siamo a 0,9wh

quindi il rendimento del 30% meccanico l 'abbiamo superato

hai visto che coppia allo spunto? cerca di avvitarsi su se stesso.. c'era un bel carico sul generatore.. stava erogando 120w..

[Yuz]

Mac, il video ha lasciato tutti senza parole! Speriamo che oggi non siano tutti a cannibalizzare vecchi motori

DATI E RISULTATI
Volume del serbatoio: 25 litri = 25 dm³
Pressione iniziale: 14 bar relativi = 15,01235 bar assoluti
Inizio prova: 1’14”
Fine prova: 1’46”
Durata: 32 sec = 32/3600 h = 0,008889 h
Pressione finale: 10,2bar relativi = 11,21325 bar assoluti
Energia potenziale meccanica dell’aria compressa (condizioni adiabatiche): 3,42Wh
Energia elettrica erogata: 0,9 Wh (leggibile sul display dello strumentino al termine della prova)
Potenza media: 0,9 Wh / 0,008889 h = 101W (dato calcolato)
Potenza massima: 121,8W (leggibile sul display dello strumentino al termine della prova)

Efficienza elettrica: Energia elettrica / Energia aria compressa = 0,9 Wh/3,42Wh = 0,263 (=26,3%)

Ipotizzando che l’efficienza del generatore alle condizioni della prova sia pari a 0,7 (=70%), dividendo l’efficienza elettrica per l’efficienza del generatore si ottiene che l’efficienza meccanica del Colibrì è pari a

Efficienza meccanica: 0,263/0,7 = 0,375 (=37,5%)

[mac-giver]

certo, che il 37% se si riuscisse ad ottenerlo con il vapore sarebbe la svolta, ma come ben sappiamo, il vapore non è gratis.. <_<

da un vapore saturo a 180° secondo te quale rendimento max, sarebbe possibile ottenere?

la butto li.. un 8%?

[Roberto Rampado]

Complimenti! Vi seguo sempre e noto che i passi sono lenti ma definitivi.

Le perdite termodinamiche sono sempre molte e quindi è inutile farsi troppe illusioni, ma acquisire pratica è impagabile...!

Sarei curioso di sapere a che temperatura esce dal motorino l'aria espansa... Grazie!

[Yuz]

Sarei curioso di sapere a che temperatura esce dal motorino l'aria espansa...

L’aria espansa all’uscita dal Colibrì è sicuramente fredda perché il colore biancastro dello scarico che si vede nel video è dovuto alla condensazione dell’umidità atmosferica in nebbiolina.
Purtroppo la misura della temperatura non è stata rilevata.

[Arex]

Qui si parla di rendimenti altissimi! ... Complimenti!
Ora cosa manca? manca manca .... la pentola ... avete pensato alla pentola?

[Yuz]

Il rendimento che abbiamo riscontrato nella prova è stato molto incoraggiante soprattutto perché ha confermato in pieno le previsioni teoriche.
Le buone prestazioni derivano dalla semplicità meccanica del Colibrì che permette di evitare molte delle perdite tipiche di altri motori a valvole. Naturalmente gran parte del merito è di mac-giver che quando si mette all’opera riesce a fare dei miracoli.
In linea di massima ritengo che giocheremo ancora per un po’ con l’aria compressa per acquisire la padronanza dell’oggetto prima di impegnarci nella “pentola” per il vapore.

[amenetti1]

Veramente complimenti; non avrei mai pensato che si riuscisse ad andare sopra al 30% di rendimento meccanico con un motore del genere. Oltretutto penso sia ancora migliorabile.
Ma il vero test sara' con il vapore.
mentre con l'aria compressa si gioca solo (o quasi) con la pressione,con il vapore e' tutta un'altra storia, perché c'e' di mezzo la temperatura.
Sostanzialmente per avere buoni rendimenti c'e' bisogno di tenere il motore caldo e scaricare vapore il piu' freddo possibile.
Cosa che e' tuttaltro che banale a meno che non si disponga di una turbina multistadio dove ad ogni stadio corrisponde una pressione ed una temperatura fino ad arrivare a pressione ambiente o anche sotto.
La cosa cambia totalmente nel caso di un motore a vapore dove tutta l'espansione adiabatica avviene all'interno della stessa camera.
In questo caso le pareti del cilindro e la faccia del pistone tenderanno ad assumere una temperatura che e' la media della T del vapore in ingresso nel motore ela T del vapore in scarico,con la conseguenza che quando il vapore entra nel cilindro si trovera' in un ambiente con una T molto inferiore a quella del vapore stesso con conseguente calo di pressione e tracollo dei rendimenti.

Il colibri' secondo me si pone a meta' strada tra una turbina ed un normale motore a vapore.
Inquanto avendo l'immissione e lo scarico agli estremi del cilindro (motore uniflow),il cilindro stesso presentera T variabili in tutta la sua lunghezza.
Quindi quando il vapore verra iniettato nel cilindro non avra il crollo di T e di pressione che si potrebbe avere in un normale motore a vapore con espansione adiabatica.

Chiedo scusa per questa prefazione un po prolissa ma il mio intento era quello far capire che anche se questo motore dal punto di vista meccanico non vincera' nessun nobel. Dal punto di vista termodinamico ha veramente i controcxxxi.
E visto che solitamente le perdite maggiori sono di tipo termodinamico........be' che dire....COMPLIMENTI!!!!!!

Secondo me avete colto nel segno. Gran bel motoretto!!

A proposito per qulsiasi prova la mia "pentola" e' a completa disposizione.

Per chi non la conoscesse ancora e' questa qua
[BBvideo 640,480]http://youtu.be/QEpOjlqyxx4[/BBvideo]
Così mi sembra meglio Arex

[Yuz]

Amenetti, anche la tua realizzazione è spettacolare. Ogni volta che la vedo resto incantato.
Correggimi se sbaglio e integra pure se mi dimentico di qualcosa.
Il motore è a doppio effetto con distribuzione a cassetto. Si tratta di un oggetto affascinante e con una potenza all’albero a bassi regimi insuperabile. Funziona alla grande anche con pressioni di pochi bar ed è questo il motivo della sua grande diffusione in passato.
Se confrontato con il Colibrì, la diversità costruttiva è devastante. Nel Colibrì c’è poco o niente da vedere, è piuttosto scarno, quasi brutto (speriamo che Mac non si offenda).
Quella che si vede nel video è una caldaia con generatore di vapore a tubi di fumo orizzontali.
Il fascio tubiero è immerso in acqua e i fumi passano all’interno dei tubi cedendo il loro calore al liquido che vaporizza.
Il vapore che esce dalla caldaia non va direttamente al motore. Prima di farlo ripassa prima per il focolare e questo passaggio serve per il surriscaldamento del vapore. Il rendimento dei motori con distributore a cassetto con poca o nessuna espansione adiabatica risulta infatti migliore se il vapore di alimentazione viene surriscaldato.
La soluzione a tubi di fumo è quella maggiormente adottata per le piccole potenze e medie-bassi pressioni quindi la scelta che hai fatto è perfettamente azzeccata.
Grazie per aver messo a disposizione la tua caldaia.
Per le prove sul Colibrì con scarico atmosferico servirebbe vapore intorno a 10bar e a occhio servono dai 5 ai 7kW di potenza termica.
Ci stiamo?

[Arex]

Cavoli che "lavoretto" che ha fatto amenetti! Complimenti!

[mac-giver]

senti yuz, visto che ho fatto una regolazione del cassetto, molto semplice.. posso regolare la percentuale di espansione adiabatica in 5 min di orologio.. dici che ci torna utile se andiamo a fare le prove con il vapore?

calcola che possiamo spingerla anche fino al 99% ma penso poi ci vogliono 20 bar per farlo andare decentemente..

oppure possiamo arrivare anche al 50%.. ma poi disintegriamo il generatore.. che 1 kw non je la fa a generarlo..

che dici?

[amenetti1]

Per le prove sul Colibrì con scarico atmosferico servirebbe vapore intorno a 10bar e a occhio servono dai 5 ai 7kW di potenza termica.
Ci stiamo?

La caldaia e' in grado di vaporizzare 9.6 L di acqua/ ora a 5 bar.
Quindi se intendi lavorare a 10 o 15 bar dovrebbe arrivare anche a 10 L ora che dovrebbero equivalere a quasi 7 kw al focolare.
La caldaia e' stata testata a freddo a 100 bar quindi arrivare anche a 15 bar con il vapore mi azzardo a dire che comunque rimane assolutamente sicura.
Naturalmente rimango a completa disposizione per qualsiasi chiarimento

Cavoli che "lavoretto" che ha fatto amenetti! Complimenti!

Grazie per i complimenti, appena riesco posto un paio di foto del motore con il"vestito nuovo"

Buon lavoro a tutti!!

[Yuz]

@amenetti
La tua caldaia è davvero perfetta per essere accoppiata al Colibrì per le prove con il vapore.

Il colibri' secondo me si pone a meta' strada tra una turbina ed un normale motore a vapore.
Inquanto avendo l'immissione e lo scarico agli estremi del cilindro (motore uniflow),il cilindro stesso presentera T variabili in tutta la sua lunghezza.
Quindi quando il vapore verra iniettato nel cilindro non avra il crollo di T e di pressione che si potrebbe avere in un normale motore a vapore con espansione adiabatica.

Non è che per caso hai letto il libro “The Una-flow Steam-engine” di Johannes Stumpf?

@mac-giver
Tutto corretto.
La durata dell’adiabatica fa variare notevolmente il lavoro utile per ciclo. Più si allunga più aumenta l’efficienza del ciclo termodinamico, ma il lavoro utile per ciclo diminuisce. All’opposto, se l’adiabatica viene ridotta, il lavoro utile per ciclo cresce e l’efficienza termodinamica del ciclo cala.
Più difficile è prevedere come varia l’efficienza del motore in quanto essendo presenti delle perdite per attrito sia meccanico che fluidodinamico se la potenza si abbassa troppo il rendimento complessivo potrebbe peggiorare.
Poter variare la durata dell’adiabatica è fondamentale per capire cosa può fare il motore. Le prove da fare sono tante il divertimento è assicurato.

[Ferrobattuto]

La durata dell’adiabatica fa variare notevolmente il lavoro utile per ciclo. Più si allunga più aumenta l’efficienza del ciclo termodinamico, ma il lavoro utile per ciclo diminuisce. All’opposto, se l’adiabatica viene ridotta, il lavoro utile per ciclo cresce e l’efficienza termodinamica del ciclo cala.

Vediamo se ho capito qualcosa, naturalmente parlando terra-terra : più la corsa del pistone è lunga (rispetto alla cilindrata totale) prima di aprire la luce di scarico, e maggiore l'efficenza di conversione. Naturalmente si hanno tempi più lunghi che diminuiscono il numero di cicli per minuto, per cui diminuisce la potenza erogata, ma con maggior rendimento termico.