Parliamo di Stirlng

[jpquattro]

Sul fatto che vada pressurizzato ci sono pochi dubbi, a meno che non lo si voglia far lavorare a pressione atmosferica (e allora la potenza sarebbe quasi ridicola...)
Quindi una parte importante del lavoro sarà proprio quella... altrimenti semplicemente non si muove, non solo c'è trafilaggio di gas... mi sa che proprio non si muove..

I cilindri vanno lavorati al tornio, per sostituire l'alettatura con lo scambiatore di calore... poi bisogna eliminare tutto il superfluo: camme, catena di distribuzione, testa, scarico, spinterogeno, motorino di avviamento e comando della frizione...

Bisogna assicurarsi che la coppa regga la pressione, costruire (o modificare...) la testata, il rigeneratore (quasi facile) e gli scambiatori (un po meno facile...) la lista è lunga...

Paolo

[jpquattro]

Per chi si sente prudere le mani, vuole un motore che possa fornire 1 o 2 KW, che non usi componenti strani.... che funzioni da qui fino al giorno del giudizio universale, vi passo questo:

http://www.costanteinvernizzi.it/Site_1/Downlodable_Documents_3_files/IlCoordinamentoDellaMeccanica.pdf

E' un Ringbom-Stirling, funziona ad aria a pressione atmosferica, non ha rigeneratore, è stato pensato e disegnato per fornire energia alle piccole comunità dei paesi in via di sviluppo...

Deriva da un progetto del 1907...

Così come è da 1 KW a 1000 giri...

Questo invece è stato progettato da studenti della 5 di un I.T.I. è un Alfa e funziona a pellet... ci sono tutte le misure...

http://www.emattei-urbino.it/meccanica/docs/2081.pdf

Arex ti piace?

Paolo

[Arex]

Appena rientro do un'occhiata.... quello che hai scritto mi piace....

[mastrovetraio]

Finalmente un video chiaro di uno Stirling VERO con tanto di dati. Il più interessante che io abbia trovato fin'ora. https://youtu.be/OOVbsIFyJD8

[jpquattro]

La soluzione del pistone caldo "allungato" mi piace, il resto... mah....Il cinematismo dell'albero è maledettamente complicato... gli anelli di tenuta cosa sono? grafite?

Paolo

[mastrovetraio]

E del gruppo scambiatori di calore/recuperatore esterno che ne pensi ??? Ma quel manicomio di cinematismo ha almeno il pregio di annullare il peso dei pistoni ?? Io intanto ho rovistato nella spazzatura (in fabbrica) . In prima battuta ho trovato 3 bellissime lampadine, pensavo di tagliarne 2 ed usarle come cilindri. Ma poi ho trovato la madre di tutti i cilindri (in vetro) e quasi non ci credevo ! Lungo 70 centimetri, diametro esterno 70 mm e diametro interno 60 mmm !!! Non credo sia temperato (lo spero, altrimenti non si puo tagliare), e non credo sia al quarzo (anche questo lo spero, sennò ci si mette una vita a tagliarlo). Vorrei fare un quadricilindrico, se (per puro caso) ci riuscirò, penso che questo forum lo seguiranno anche da Marte

[jpquattro]

70/4=17,5... se la corsa è circa pari al diametro o giù di li... la L max del pistone gira intorno ai 10 cm... pole essere... se il cilindro è di vetro i pistoni sono di? inox? ceramica? le fasce elastiche (solo dal lato freddo!)? teflon? grafite? se il pistone è di ceramica voterei per le tenute in teflon. altrimenti mi sa che la grafite è quasi obbligatoria...

Il manovellismo chi lo fa? deve essere quello degli ultimi filmati (cilindri disposti a cerchio...)... auguri...

Il cinematismo fra le altre cose dovrebbe compensare le masse in movimento alternato, quindi bilanciarne più o meno completamente il peso, almeno credo...

Cosa hanno di male gli scambiatori esterni? quelli non sono bellissimi, ma a parte questo, con un cilindro di vetro non hai alternative... ma un tubo di inox ti fa proprio schifo?

Per il rigeneratore suggerisco l'uso di sferette di acciaio inox, di quelle usate per la pallinatura... scegliendo le più piccole possibile. sferette grossolane (tipo pallini da caccia, ma inox) diametro inferiore al millimetro.
Dovrebbero garantire un buon riempimento del volume (meno spazi nocivi), una buona superficie di scambio, soprattutto prevedibile e calcolabile, una buona aerodinamica, abbastanza prevedibile (meno perdite di carico), costi contenuti...

Paolo

[mastrovetraio]

Mi sa che hai ragione. Bicilindrico. Tra sabato e domenica vedo se riesco a tagliarlo. Certo che mi piacciono gli scambiatori esterni, risolvono un bel pò di problemi. Il bello del vetro è che è durissimo....Capiamoci, non pretendo che possa generare nemmeno 1 watt, basterebbe che funzionasse. Mi piacerebbe costruirlo solo come "conversation piece" e quindi vorrei dargli una bella estetica, vetro e rame stanno bene insieme....se intanto tu potessi ipotizzare una dimensione (lunghezza) così provo a tagliare...

[jpquattro]

Forse, prima di tagliare, bisognerebbe decidere che motore vuoi fare... o no? almeno uno scarabocchio... tanto per avere un'idea delle misure, delle temperature. delle pressioni...

Per fare un alfa bicilindrico "tradizionale" con i cilindri a V sono un po' troppo lunghi... un beta? o magari un ringbom (vedi un paio di post più indietro...)?

Oppure fai il 4 cilindri disposti in quadrato, Alfa, doppio effetto, due alberi a gomito controrotanti, bielle in due parti con snodo al centro (si dovrebbe chiamare testa a croce, credo..)

oppure ti piace il cinematismo dei 4 cilindri che ho postato io?

Mica lo so come sei messo... ce l'hai un tornio? lo sai usare?

Paolo

[mastrovetraio]

Hai ragione, la telepatia non funziona..io pensavo un coso come questo https://youtu.be/oYXG0seBV7A Ma con la fiamma NON sul vetro, ma sullo scambiatore/recuperatore esterno e pistoni in epoxy. Il video è questo https://youtu.be/rxna7W8yhVE Niente tornio, ma amico tornitore

[jpquattro]

Allora bisogna minimizzare le parti tornite, altrimenti ti giochi l'amico...

Dell'alfa, dal punto di vista estetico, a me piace di più la configurazione a V di 90, ma i gusti non si discutono. (può funzionare con angoli leggermente diversi, diciamo da 70 a 110?)
Io con l'epoxy ci faccio anche le lasagne, ma il pistone proprio non mi piace... se hai la grafite, una rondella di grafite, una vite, e due rondelle inox fanno un pistone di aspetto molto migliore... l'alternativa sarebbe una rondella (un O ring?) di teflon... ma il teflon è bianco, non ha quell'aspetto misteriosamente tecnologico dei particolari in grafite.
Lo scambiatore caldo lo farei con una serie di tubetti 2x1 (mi sento buono va, facciamo 3x2...) di ottone... li trovi nei negozi di modellismo... li pieghi con una curva artistica e li saldi nella "testata" (come la fissi al cilindro di vetro?) e l'altro estremo lo fissi al tappo del rigeneratore, che a questo punto è necessariamente ricavato da un pezzo di tubo di vetro, riempito di palline di acciaio inox...

Anche lo scambiatore freddo potrebbe essere fatto come quello caldo (ma senza candela sotto, ovviamente!)

giusto qualche idea... il volano di plastica non si può guardare... è l'occasione di far lavorare l'amico tornitore...


Post scriptum: con un pistone diametro 60, se vuoi, usando un motore elettrico da giocattoli come dinamo, almeno un led lo accendi...

Paolo

[jpquattro]

Io sto riguardando il Ringbom-Stirling e mi vengono in mente un po' di considerazioni.

La Prima: è uno Stirling Gamma a cui è stato tolto il rigeneratore, il piccolo dettaglio è che è proprio la presenza del rigeneratore che fa aumentare drammaticamente il rendimento del motore Stirling, il rigeneratore tutto sommato è un dettaglio a bassa tecnologia, che non lo abbia messo Ringbom lo posso capire, ma levarlo in un motore moderno lo capisco meno.

La seconda: se è vero, come è senza dubbio vero, che con il displacer flottante funziona senza problemi, allora la costruzione le cose si fanno interessanti......

La terza: la parte di potenza, a sinistra nel disegno, non è distinguibile da un qualsiasi monocilindrico 4t, depauperato di tutta la merce in eccesso, valvole, candela camme... ho un tagliaerba in disuso in giardino, sostituito da un tagliaerba elettrico... sopra c'è un monocilindrico brigg&stratton che sta diventando appetibile... molto appetibile...

La quarta: il displacer con la molla è inguardabile (infatti non lo hanno fotografato, forse si vergognavano...) girandolo sottosopra (e modificando il giro fumi...) si dovrebbe poter sostituire con una molla pneumatica, realizzata dove ora c'è lo stelo guida... dimensionandola correttamente dovrebbe essere autoregolante (credo... proverò a fare i conti...)

Paolo

[jpquattro]

Ho fatto un primo controllo, piuttosto grossolano, sui numeri: il carico della molla non è proporzionale alla pressione.... molto strano... debbo fare una verifica più accurata... mi sfugge quale forza debba compensare, oltre al peso del displacer...

Paolo

[mastrovetraio]

Ma hai fatto caso che il Ringbom originale ha le valvole ? Ecco il perchè non gli serviva il rigeneratore. Per valvole intendo la luce di scarico che c'è nel cilindro di potenza, e la luce di carico che si immagina nel cilindro del displacer.

[mastrovetraio]

Se hai tempo (e la padrona lo permette, la mia vuole che andiamo in giro) guardati i video di questo autore, è geniale, adotta soluzioni sorprendenti. Intanto io ti sottopongo questo.....https://youtu.be/lYDqeoW_CBg

[jpquattro]

Solo nella versione originale che era a pressione atmosferica, le valvole (in realtà luci come quelle di un 2 tempi) servivano a ripristinare la massa d'aria in presenza di perdite... il rigeneratore è la grande pensata di Stirling, che alza drammaticamente il rendimento... Nel Ringbom il displacer si muove per la differenza di pressione sullo stelo (per questo è grosso) e per questo serve una molla più grossa se si pressurizza il motore... Ma a quello che leggo il suo funzionamento sembra regolato da leggi un po' stregonesche.
L'idea del displacer flottante mi piace, ma dovrebbe fare il piacere di funzionare sulla base di leggi comprensibili e prevedibili...
Il Tizio del tuo video ha messo il rigeneratore, ad ogni buon conto...

Ho trovato in rete uno che ha fatto un motore simile usando un motore Brigg&Stratton come il mio...


Paolo

P.S. bello trovare uno Stirling con le valvole, no? Come la coperta di Linus....

[Arex]

I miei collaboratori al solo sentir parlare di stirling mi hanno lasciato a piedi ...
Ora calcolare cilindrate e rigeneratori io non son capace ... che facciamo, ci buttiamo fantasticando o avete soluzioni?
Vorrei mai che tra un difetto (non identificabile da profani) da una parte e altri dall'altra lavori lavori e ci cavi che ci accendi "un led" ... sarebbe un fiasco... analizzando le possibilità di riuscita a okkio direi che le mie sono molto scarse ...

[jpquattro]

Dai non mischiamo le cose.... Col mastro si stava parlando di un soprammobile, non di un motore vero... per questo parlavo di accendere un led o poco più...

Io un paio di di fogli di simulazione di primo livello li ho, non li ho postati perché non sono facilissimi da usare... Sono stime di primo livello, ti dicono più o meno dove vai a cascare, si otterrà sempre meno di quello che dicono i calcoli.... Ma la possibilità di fare stime ci sono... i calcoli di dettaglio (masse e volumi di rigeneratore e scambiatori, ecc ecc) vengono in una fase successiva.

Il problema è la scelta di base... da cosa vogliamo partire?

Ti aggiungo la domanda di riserva... Quale è la nostra sorgete calda, il sole o la stufa?

Paolo

[jpquattro]

Per fissare le idee: ti butto giù due numeri.
Supponiamo di fare un alfa a partire dal monoblocco della 126, di usarlo con una sorgente calda derivata da combustione di qualche tipo.
Ho gia detto che non esistono pranzi gratis, partire dal blocco della 126 è un progetto impegnativo, anche solo avvicinarsi a questi valori richiede anche un lavoro di messa a punto...
Se usiamo il trucchetto del "pistone allungato" possiamo supporre di arrivare intorno ai 700 gradi come temperatura massima, di avere un 70 gradi di temperatura minima (così recuperiamo il calore, possiamo scendere un po, ma il guadagno è modesto e ci perdiamo il recupero del calore...)
Con queste condizioni, le variabili che ci restano sono la pressione del gas e il numero di giri (ci sono altre variabili, ma in questo conto influiscono poco...) facciamo una tabellina delle potenze attese.

P gas, bar rpm>...........500.............1000..........1500............2000
10 .................................1200W........2500W........3800W....--non ci credo---
20..................................2500W........5000W........7700W....--ci credo poco--
50 .................................6400W......12800W......19300W.......25000W(??)
100..............................12800W......25700W......38600W.......51000W(??)

Ho messo la colonna a 2000 rpm, ma lo considero un valore improbabile, con le pressioni basse forse anche i 1500 rpm sono un valore difficile da raggiungere...

Se abbassiamo la temperatura a 300-350 gradi i numeri sopra all'incirca si dimezzano a pressione atmosferica il conto non l'ho neanche fatto...
SE vogliamo lavorare con una temperatura significativamente più bassa (sole?) sarà opportuno partire da un monoblocco più grosso...

Se ci accontentiamo di una potenza minore, il ringbom descritto sopra è molto più semplice, si mette in funzione con poco lavoro (ovviamente tutto è relativo), da meno potenza, recupera qualcosa dalla stufa di casa, fa rumore (lo chiamano "tapper" perché il displacer sbatte a fine corsa con un rumore caratteristico...

[Arex]

Il problema è la scelta di base... da cosa vogliamo partire?

Ti aggiungo la domanda di riserva... Quale è la nostra sorgete calda, il sole o la stufa?

Paolo

Ti ringrazio per l'imbeccata.
A tal proposito ho una mia opinione:
Mi piacerebbe individuare l'obiettivo di uno stirling "domestico" ... il mio (non ho fotovoltaico) sarebbe quello di avere energia istantanea in sostituzione dell'enel, quindi non sicuramente uno stirling solare (di solito la corrente manca quando il tempo è brutto) o a bassa potenza, chi ha le batterie, sono scariche quando il tempo è brutto! (mi auguro non ci sia nessun matto che usa lo stirling in sostituzione del solare classico)
Su questo punto ci sarebbe da parlarne un bèl po': con i rendimenti dei pannelli fotov. siamo sicuri che vale la pena di costruire uno stirling e magari un'enorme concentratore per utilizzarlo con il sole?
Secondo me e ripeto per opinione personale la maniera più intelligente per utilizzare il sole è al momento il fotovoltaico ... tutto il resto mi serve comunque (batterie ecc ecc) e i pannelli non necessitano di alcuna manutenzione e/o presenza assidua per il funzionamento.
Seconda cosa: a proposito "stufa" è un tantino generico... che cosa si intende?
Sono propenso a pensare che lo stirling come ogni altro motore abbia bisogno di una certa stabilità, mi spiego: vuoi "x" watt costanti?
Ecco, allora devi immettere "Y" energia costante! Che un generatore se deve girare a 1500rpm poco sotto e poco sopra deve girare.
Francamente, la biomassa è utilizzabile se trasformata in derivati in caldaie gestite dall'elettronica.

Quindi? Una caldaia dedicata è quello che ci vuole e non una stufa/caldaia da cui recuperiamo calore per far funzionare lo stirling ... casomai il contrario... va recuperato il calore che disperde lo stirling.
Che caldaia farei io? A olio fritto esausto .... che produzione vorrei dallo stirling? I 3 Kw del contatore dell'enel ... raffredderei lo stirling con l'acqua e quella calda la manderei a un bollitore ...

Nel mentre avevi nuovamente postato.