Un motore a vapore

[Dolomitico]

Beh,il motore che sto facendo adesso ha un pistone da 20mm,mi sono accorto che quando girano succhiano molto vapore,quindi voglio un po andare in progressione,se un motore da 2 cavalli di Brown consuma 12 chili di legna l'ora,A me basterebbe per adesso un motore che arriva a produrre 500/700 watt max.

Quello che fa propendere di più fra vapore o stirling non è che uno sia meglio o peggio.
E' solo che con il vapore hai uno sfruttamento concentrato dell'energia,usando legna che è rinnovabile,ha modo di usare carburanti che spazziano dal petrolio all'olio d'oliva,qualsiasi cosa che brucia va bene,e ci aggiungerei che hanno mandato in soffitta questi motori proprio per questi motivi.
Storia simile con la canapa,altra materia versatilissima bollata come eresia e messa al bando.
Oserei dire che non hanno potuto tartassare il vecchio motore a vapore con la gogna,e l'hanno semplicemente lasciato morire di obsolescenza,ma la validità del vapore sta appunto nel fatto che le centrali a combustibile vanno a vapore.
Perfino le nuovissime centrali a concentrazione solare sono basate sullo stesso concetto,cambia solo il carburante.
Lo stirling non ha la stessa "densità" di energia,ma di sicuro rapportato ai pannelli fotovoltaici ha il vantaggio di inquinare meno.
Immagina un concentratore solare in giardino,fatto come una parabolica che genera energia e calore.
Ma serve un buon progetto,ti do uno spunto:
http://www.lineymachine.com/index.php?c ... msm3q75gl6
Lo stirling va bene col sole e con la stufa,ma bisogna fare qualcosa che generi almeno un centinaio di watt,altrimenti è solo unmodellino.
Lo stirling Ha bisogno di cure progettuali,atriti minimi e di lavorare in pressione,non ha una caldaia che spinge un pistone di forza.
Se non hai modo di costruirtelo non resta che risparmiare e comprarlo......pecunia permettendo.....

[elettrauto]

Che pressione vuoi raggiungere nella caldaia?
Naturalmente nei pistoni la pressione diminuirà...a quanto pensi che giunga?
E la corsa del pistone, dici che 4cm vanno bene o è troppo?

[Dolomitico]

Da quello che ho visto con l'aria compressa il minomo sono 3/4 bar,quindi dai 5 agli 8 bar di sicuro,ma prima della caldaia devo pensare a finire il motore.
Sono lentissimo sto periodo,ma avendo family le cose da fare sono tante.
Per la corsa non mi preoccupo,se hai una corsa lunga,si trasforma in maggiore leva sull'albero e favorisce i bassi reggimi,se hai corsa corta favorisce gli alti giri,ma io vorrei fermarmi sui 1000 rpm max.
Quello che non ci si rende conto è che anche un piccolo pistone da 12mm per 20 mm di corsa ti svuota un compressore in poco tempo se lo fai girare troppo forte.
Da quelo che ho letto i motori supportano belle pressioni,anche 10 bar,senza grossi problemi,ma il collo di bottiglia sono le caldaie,oltre certi consumi non ci stanno dietro a generare vapore.
E si torna all'esempio titanic,non aveva bisogno di tutte quelle caldaie per andare a velocità di crociera,ma se volevano andare a tutta birra le dovevano accendere tutte,con consumi mostruosi.
La caldaia andrebbe un po sovvradimensionata.
Tempo fa non capivo perchè trovavi motori a vapore come modellini di tutte le taglie,ma poi le caldaie solo fino a un certo tot di grandezza,poi ho intuito che non vogliono assumersi grosse responsabilità.
Quindi la caldaia va studiata per bene.
In realtà sta facendo un po quello che ho fatto per le turbine eoliche vado per gradi,in modo da capire bene i passaggi e le ottimizzazioni.

[maxlinux2000]

giusto per rifarti gli occhi:

[img]http://www.angelfire.com/space/peterbrow/locomobileengine.jpg[/img]





e qui è pieno di altre foto
http://oldcarandtruckpictures.com/StanleySteamer/

e qui addirittura è in produzione dal 2005, dai una occhiata ai disegni:
http://www.angelfire.com/space/peterbro ... obile.html

ma una semplice pentola a pressione in inox, con un bruciatore a gas sotto, non andrebbe bene come caldaia per gli esperimenti?

e se vuoi fare le cose in grande.... un ex-bombola del gas? dici che non regge le pressioni di esercizio di un motore a vapore?

[elettrauto]

Sono lentissimo sto periodo,

Ma figurati Dolomitico, so benissimo cosa significa fare le cose in concreto, appena si fa un errore dopo tanto lavoro un po' ci si scoraggia pure e prima di fare il successivo passo si vuole pensare bene prima al da farsi per evitare errori, tempo perso e soldi persi...
Nelle mie domande non c'é neppure la minima allusione a non fare con calma, ti faccio le domande perché sto cercando pure documenti dove ci siano calcoli fatti per cercare di farmi una idea bene prima di fare qualunque altro tentativo. Sto anche riflettendo sui punti negativi del motore stirling, perché devo dirti che non ragiono per partito preso, quindi se lo stirling si rivela svantaggioso discutendo e riflettendo, sono pronto a sconfessarlo, nonostante il pensiero di un motore ad aria sia molto allettante.

Prenditi tutto il tempo considerando che ti faccio le domande per avere degli appigli, visto che hai dedicato molto più tempo di me alla cosa e quindi magari studiando potrò contribuire pure io. Te lo dico per capirci meglio, e per evitare equivoci di ogni genere.

[Dolomitico]

giusto per rifarti gli occhi:

Belle,pensa che molti non sanno neanche che esistevano macchine a vapore :: )

ma una semplice pentola a pressione in inox, con un bruciatore a gas sotto, non andrebbe bene come caldaia per gli esperimenti?

e se vuoi fare le cose in grande.... un ex-bombola del gas? dici che non regge le pressioni di esercizio di un motore a vapore?

Penso proprio di si,credo che dovresti dotarla di tubo spiralato e manometro,una valvola di sicurezza e magari un tubo di ricarica dell'acqua con pompa a mano cosi hai una cosa un po più precisa.
Cmq anche una normale pentola cosi comè va bene,però devi attaccarci il tubo del vapore.

[Dolomitico]

Sono lentissimo sto periodo,

Ma figurati Dolomitico, so benissimo cosa significa fare le cose in concreto, appena si fa un errore dopo tanto lavoro un po' ci si scoraggia pure e prima di fare il successivo passo si vuole pensare bene prima al da farsi per evitare errori, tempo perso e soldi persi...
.

Hai proprio ragione,quanti sbagli prima di trovare la via giusta.
Anzi ogni tanto mi fa piacere trovare qualcuno che si interessa di queste materie,il vapore o lo stirling sembrano cose vecchie di secoli,ma in realtà sono validissime in caso di necessità.

[elettrauto]

Dolomitico, posso dirti che su certe cose non ci dormo la notte , sono dei grattacapi...
Ho riflettuto su quello che hai detto ad Ferrobattuto e che lui poi ha riportato, cioè che intendi fare una macchina a vapore a ciclo chiuso, quindi ho pensato a tutto il ciclo:

1)la caldaia grazie al calore fa aumentare la pressione fino a 10 bar circa ed immette vapore nel tubo verso il cilindro.

2)il cilindro grazie al movimento del pistone riceve il vapore e produce movimento

3)grazie alle valvole (o cassone "valvolare" come nel treno) il vapore, una volta immesso viene sigillato, in modo che appena il vapore viene immesso dal lato opposto del pistone per fare il movimento di ritorno, il primo vapore immesso possa uscire da un tubo diverso da quello attraverso cui è entrato nel cilindro.

4)uscendo, il vapore esausto di energia (inquanto presa dal pistone e trasformata in lavoro meccanico) viene inviato ad uno scambiatore di calore per riscaldare la casa.

5)adesso, visto che il ciclo è chiuso bisogna reimmettere questo vapore raffreddato, che forse è diventato acqua, di nuovo nella caldaia; ma dentro la caldaia la pressione è a 10 bar, quindi se cerco di aprire una valvola verso la caldaia non potrà mai rientrare perché la pressione del vapore esausto è di 1 bar circa (o di certo molto minore dei 10 bar della caldaia). C'è una soluzione che si usa di solito o vuoi fare in un modo particolare?

[Ferrobattuto]

La soluzione che si usa normalmente è una piccola pompa che reimmette l'acqua ormai liquida nella caldaia. Visto che il volume dell'acqua da spingere è molto minore del volume del vapore che genera, e visto che ha ormai ceduto tutta l'energia calorica che aveva, di solito la potenza che questa pompetta consuma è poca.
Il vapore che esce dalla caldaia è sicuramente sopra ai 100°C, mentre l'acqua che rientra nella caldaia, dopo essere passata nell'impianto di riscaldamento, non credo che superi i 20 o 30° al massimo.
Penso che studiando bene il circuito, con un serbatoio di condensazione intermedio, l'impianto di riscaldamento potrebbe fare lui stesso da radiatore di raffreddamento. Senza interporre uno scambiatore di calore tra il circuito del motore e quello del riscaldamento, in questo dovrebbero aumentare i rendimenti termici.

P.S.
Per favore Elettrauto, evita di scrivere in rosso...... Magari per evidenziare ciò che scrivi usa un altro colore altrettanto visibile e simpatico, ma lasciamo il rosso per eventuali comunicazioni o avvisi importanti.
Grazie.

[elettrauto]

Ah ecco!!! C'era il trucchetto della reimmissione con pompa , ma forse deve essere una pompa particolare, magari andrebbe bene anche il circolatore che si usa per i termosifoni o non ha abbastanza pressione? (controllerò i dati del circolatore se arriva a 10 bar)

Per il colore non ho nessun problema a cambiarlo , d'altronde il colore dei caratteri deve essere accettabile più per chi legge che per chi scrive. (Ah Ferrobattuto, se qualche altra volta dovessi scrivere in rosso, fammelo notare, sarebbe di certo per errore)

Ho cambiato con il blu il precedente.

[elettrauto]

La pompa circolatore Lowara da 26 Watt come pressione di lavoro indica 6 bar, che non sono proprio tanti, in tal caso, essendo piu bassa dei 9 bar che vuole usare dolomia che stratagemma si potrebbe adottare? (ci penserò su)
Per quanto riguarda la classe di isolamento essendo F significa
Classe F: Tmax=100°C+ 15°C
Che dovrebbe bastare di certo per reimmettere acqua a 40°C penso, dopo che sarà passata per un radiatore dentro la casa.

(costa 31€+9€trasporto)
http://www.ebay.it/itm/Pompa-circolator ... 3ccb982d25

[Ferrobattuto]

O.K. per il colore. Grazie.

Quella è una "pompa circolatore" per impianti di riscaldamento, la pressione indicata è quella che regge l'involucro, non quella che realizza la pompa. Quelle pompe hanno una "prevalenza" (ossia la pressione che produce la pompa....) bassissima, e una buona portata in litri al minuto, ma servono soltanto per far "circolare" (appunto come dice il nome) l'acqua negli impianti di riscaldamento.
Dubito che una pompa di soli 26W di potenza abbia la capacità di produrre 6 bar di pressione...... A meno di non pompare solo 1L di acqua al mese! (woot)

[elettrauto]

Ma cercando in modo più approfondito ho trovato questa pompa circolatore da 10 bar, costa un po' di più ma non molto 51€+9€trasporto
Questa dovrebbe andare bene, o ci sono soluzioni migliori?

http://www.ebay.it/itm/LOWARA-CIRCOLATO ... 3f1226822b

[Ferrobattuto]

Come sopra...... :: )

Comunque: non trovi più logico che si usi una pompa mossa dal motore a vapore, invece di una elettrica?

[elettrauto]

Altroché Ferrobattuto (woot) , spesso quando dico che mi voglio autocostruire tutto, mi vien detto che sono esagerato, ma se si trova un modo non complicato per autocostruirla, mi sento chiamato a nozze per il mio modo di vedere, a me non importa tanto che si faccia presto a fare le cose, ma se le posso autocostruire e farle da me, è una gran felicità!!!

Tu hai avuto modo di farne o vederne qualcuna autocostruita?
Per quel che mi ricordo le pompe a pistoni sono quelle che raggiungono le pressioni maggiori, il compressore d'aria che raggiunge 8 bar è a pistoni.
La pompa ad ingranaggi forse raggiunge pure pressioni maggiori di quelle a pistoni (e sarebbe pure azionabile dal motore a vapore).
Ad esempio le pompe da vuoto si fanno a pistoni, trascurando quelle con azoto che mi sembrano troppo da alto laboratorio accademico, dove chi le compra non si guadagna i soldi da se (:) (woot) )

[elettrauto]

La pompa ad ingranaggi la potrei autocostruire e senza grossa difficoltà, in passato ho dimensionato ed intagliato ruote dentate ad evolvente in acciaio, con diametro di 20mm, e farle più grandi è sicuramente più semplice, appena le trovo posto le foto.
E' stato difficile farle perché i denti erano abbastanza piccoli, ma già 30mm è molto meglio...

Qui un video
http://www.youtube.com/watch?v=hHTJZwPe_NM

e le foto

[elettrauto]

Allego una foto delle ruote dentate che ho costruito io con autocad e smerigliatrice angolare e morsa
A quanti bar si potrebbe arrivare con le mie ruotine artigianali?

Sono montate su bulloni da 8mm, ma andrebbe bene anche 6mm
Guarda caso le mie hanno pure 12 denti come la pompa ad ingranaggi che ho postato, devo dire che ho scelto 12 per l'effettivo ricoprimento del dente successivo sul precedente, eper avere "l'ingranamento sicuro". Se ne trovano anche a 7 denti, e ne ho viste.

[elettrauto]

Porca miseria!!! Ma queste pompe ad ingranaggi sono superlative, guardate 200 bar, macina bar come un alcolizzato!!! (woot)
http://www.ebay.it/itm/POMPA-AD-INGRANA ... 3f018e825b

POMPA AD INGRANAGGI NUOVA
11 L./MIN. a 1000 g./min - Press. max: 200 bar
n.giri.max.= 3500 g./min.

costa 73€+12,5€ trasporto (ma l'autocostruzione è la via maestra)

[elettrauto]

Una nota sull'efficienza teorica del motore termico in generale, con la nota formula di Carnot
eta=1-T1/T2 (T1=bassa temp. dello scambiatore T2=quella di caldaia)
Nel caso di Dolomitico che vuole avere una temperatura di caldaia di 300°C=573 K ed una temperatura ambiente di 15°C=288 K ottengo un'efficienza o rendimento teorico di

eta=1-288/573--> eta=0,49 (cioè il 49% di rendimento teorico, che poi scende nella realtà, ma se si costruisse bene ci si potrebbe arrivare vicino)
Più stadi si mettono e meglio è, nel Titanic avevano 3 stadi, a quanto pare, peccato...se avessi davanti il relitto la prima cosa che prenderei sarebbe il motore a vapore

[Ferrobattuto]

300°C è "vapore surriscaldato", con pressioni piuttosto alte..... E molto pericoloso. Sei sicuro che Dolomitico voglia arrivare a quelletemperature? Ma non aveva fatto il pistoncino in teflon?..... O mi sono perso qualcosa? oO