Termodinamica..., Cerchiamo di capirci qualcosa.

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gyppe
view post Posted on 25/9/2009, 10:10




Ma siamo sicuri che la pompa di calore centri con carnot? Perchè di solito si parla di cop di 2-3, law supera addirittura i 4.

No Hell non hai capito la mia pensata, io userei una pompa di calore per scaldare un contenitore, spendendo meno energia di quello che ottengo. Il calore accumulato nel serbatoio lo convertire in elettricità con un teg, una parte servirebbe per alimentare la pompa e il resto sarebbe disponibile.

In pratica una macchina perpetua, nel senso che l'energia è perennemente disponibile perchè la prendiamo direttamente dall'atmosfera. E visto che ultimamente si parla tanto di surriscaldamento globale faremmo anche felici gli ambientalisti.


 
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view post Posted on 25/9/2009, 10:29
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Immane Rompiball

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Si sicuramente, quello che scrive nnsoxke (nick sbagliato, dovevi scegliere soxke), è corretto. Il punto è che il rendimento della pompa di calore non è superiore a quello di carnot, ma trasferisce energia da un ambiente ad un'altro con un COP di 4.5. COP e rendimento sono cose molto diverse. Un altro esempio è un motore a scoppio, supponiamo a gas. Questo produce 10KW di potenza meccanica consumando 40KW di potenza termica bruciando gas. 30KW si convertono nel tempo in energia termica. Se questa energia termica la dissipiamo nell'ambiente tramite un radiatore (leggasi scambiatore di calore) il rendimento del motore è del 20%. Se usiamo quell'energia termica prodotta in eccesso in modo da riscaldare un'abitazione il rendimento del sistema sale molto in alto fino ad un 90% e spesso anche di più. Ma questo rendimento, somma di vari rendimenti di vario genere, non è il rendimento di carnot relativo a quella macchina a ciclo termico (ciclo otto).
Il ciclo di Carnot si basa su di un cilindro/pistone pieno di un gas ideale che viene riscaldato e poi raffreddato. Il rendimento è dato dalla conversione in energia meccanica, spostamento del pistone e lavoro prodotto, del salto termico che subisce la massa di gas espandendosi e retraendosi all'interno del cilindro in rapporto con l'energia termica che passa nel processo senza convertirsi in energia meccanica.
Attualmente, nelle macchine a ciclo di combustione interno (otto) siamo arrivati per grandissimi motori a gas al 75% di conversione dell'energia termica fornita in energia meccanica. Ma, in motori dove tre persone stanno tranquillamente in piedi dentro un cilindro. :)

Infine, il moto perpetuo non è realizzabile a causa degli attriti che sempre si fanno sentire, ma se consideriamo il "perpetuo" un tempo finito un enorme volano può produrre un moto perpetuo. Ciò che invece crea confusione è l'associazione tra moto perpetuo e generatore di energia dal nulla. :)
 
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gyppe
view post Posted on 25/9/2009, 11:05




Beh caspita con cop di 10 si potrebbe fare qualcosa già oggi, magari usando uno stirling per riconvertire il calore, il tutto fatto su vasta scala e forse si riuscirebbe a ricavare qualcosa. Peccato non si possano usare le turbine vista l'alta temperatura necessaria altrimenti si sarebbe già a cavallo.


 
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view post Posted on 25/9/2009, 14:01
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Immane Rompiball

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A volte mi viene da chiedermi quanto lavoro richiedano, in termini di manodopera ed energia, oggi come oggi, solo i prodotti necessari.

Poca, molto poca. Tutta quell'altra viene sprecata in oggetti assolutamente inutili. Ma anche brutti, poco funzionali, fatti male, getta e basta senza neppure usare.

Ma anche operai che vanno da Milano a Torino per lavorare e ritorno. Anche gente che dalla Calabria va in Val d'Aosta per le ferie ed i Calabresi che lavorano in Germania vanno in Calabria per le ferie... È un mondo di matti che i matti sfruttano per finanziare industrie di matti e così finiscono per far ammattire anche chi non lo è di natura... :lol:

Comunque, ritornando in tema, molte scoperte sono state fatte cercando di ottenere una cosa mentre se ne ottiene un'altra senza che la cossa fosse premeditata. Quindi, si, carnot ha fatto un bel ragionamento che non fa una grinza. Ma non possiamo applicare il suo principio a tutto. La discussione è nata, mi par di ricordare, da una discussione dove si voleva applicare appunto, il rendimento calcolato da Carnot per il suo ciclo teorico ad un motore pneumatico rotativo. Ma i ricordi si perdono nei meandri di quello che succedeva da queste parti circa due anni fa... Appunto il 14/05/2007 :rolleyes:
 
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view post Posted on 28/9/2009, 09:30
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Immane Rompiball

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Si, il punto era proprio quello nnsoxke. L'unione di più macchine diverse basate su principi diversi forse potrebbe portare ad un incremento nel rendimento totale della macchina complessa.
Un motore a scoppio a ciclo otto può avere un rendimento intorno al 20%.
Un dispositivo compressore centrifugo può avere un misero 3-4% di rendimento, mentre una turbina a gas piccola un rendimento anche inferiore. Ma se accoppiamo turbina+compressore e li montiamo sul motore a scoppio a ciclo otto, portiamo il suo rendimento dal 20% al 30% che non è niente male come risultato.
Ecco. L'idea era simile a questa. :)
 
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Hellblow
view post Posted on 28/9/2009, 14:22




Ma lo scopo è avere energia meccanica, elettrica o altro da un sistema ibrido di questo tipo? Urgono dettagli ;)
 
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view post Posted on 28/9/2009, 14:27
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Immane Rompiball

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Ecco, urgono i dettagli... chi li ha... forza... tirateli fuori... :lol:

Motore stirling ibrido con ciclo esterno bryton e recupero di calore a tubo di Hilsch alimentato da concentratore solare termico ed accumulatore di energia inerziale a volano con generatore omopolare... Tiè... :rolleyes:
 
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view post Posted on 28/9/2009, 16:00
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Immane Rompiball

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L'efficienza di un compressore centrifugo a quanto mi ricorda varia tra 70-80%, il valore che hai scritto è irrisorio per un compressore, diciamo che quella non sarebbe assolutamente una macchina utilizzabile, è quasi come prendere una paletta e cominciare a sventolare scaldando l'aria

No, non è una bufalata. Il rendimento al quale tu fai riferimento è il rendimento del compressore multistadio di un grande motore a getto. Il rendimento di un compressore centrifugo da turbocompressore è proprio quella schifezza che scrivo io, anche se non è costante con il numero di giri. Per questo motivo, per prestazioni migliori si usa un compressore a lobi. La compressione di aria in genere conduce sempre a rendimenti bassissimi. Specialmente se le pressioni in mandata devono essere alte. Vedi compressori per pneumatica con pressioni di linea intorno ai 10 bar.

Il punto della discussione non voleva essere il cavillare su cosa si può fare su di un motore a scoppio per aumentarne il rendimeno e/o diminuirne l'inquinamento.
La tecnologia applicata oggi ai motori a scoppio è abbastanza elevata ormai e poco oltre si può andare. Il punto era proprio fantasticare su come potrebbe essere possibile impiegare salti di temperatura possibili con la concentrazione solare o come impiegare il calore prodotto da motori endotermici per aumentarne l'efficienza, supposto che il 70% almeno a pieno carico viene normalmente gettata nell'ambiente sottoforma di gas di scarico e raffreddamento. Naturalmente, senza impiegarli come cogenerazione, altrimenti sarebbe troppo facile. ;)
 
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gyppe
view post Posted on 28/9/2009, 16:09




Io continuo a battere sui teg al silicio, costano poco e già oggi permettono rendimenti intorno al 10% per moduli standard nati per utilizzo con l'effetto peltier, su ebay 10 celle da 200W vengono a costare 20 euro, ok sono cinesate ma non credo che le celle professionali della stessa tecnologia siano molto diverse, anzi scommetto che vengono prodotte nei medesimi stabilimenti.
Comunque sopportano temperature di lavoro normali di 125°C, il che significa che per i gas di scarico non sono adatte anche se un'attenta progettazione potrebbe comunque permetterlo. Resta comunque il circuito di raffreddamento dove in effetti si smaltisce il grosso dell'energia termica sprecata, e dove la temperatura guarda caso si mantiene normalmente sui valori ottimali per la teg standard.
Direi che ad occhio su quell'impianto transita almeno il 50% dell'energia che viene dissipata in atmosfera, se noi ne recuperiamo il 10% e in modo molto semplice senza modificare per niente i motori esistenti e poco costoso, significa aumentare l'efficienza complessiva di un buon 5%, mica male per niente.

 
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view post Posted on 30/9/2009, 09:42
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Immane Rompiball

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La differenza tra compressore centrifugo e compressore a lobi, è che il compressore a lobi può raggiungere con facilità pressioni considerevoli con trasmissione positiva del moto dal motore, mentre il compressore centrifugo raggiunge pressioni più basse e con ritardo. Il compressore a lobi trafila molto meno del compressore centrifugo anche se la precisione richiesta tra rotori e camera deve essere abbastanza alta.
In ogni caso, queste sono sottigliezze per impieghi a regime di rotazione variabile, per lo più automobilistiche. A noi interessa produrre energia, quindi, regime di rotazione costante intorno ai 1500 N/1' e auspicabilmente, 3/4 di potenza massima. Ovvero il punto dove il motore in questione abbia il maggior rendimento.
Le celle di peltier cinesi non sono affatto le stesse di buona qualità. Le peltier cinesi sono ... cinesi. Inoltre, un motore piccolo intorno ai 50KW spreca in calore circa tre volte tanto quindi, deve scambiare con l'ambiente un bel 150KW di energia termica per mantenere la temperatura del fluido refrigerante a 90°C. Se si accoppia uno scambiatore con le celle di peltier queste devono essere in grado di raffreddare scambiando energia per 150KW. Se non lo fanno la temperatura del fluido salirà oltre il tollerabile. Naturalmente, si potrebbe accoppiare un circuito scambiatore ad aria e dirigere verso le celle di peltier ciò che loro riescono a scambiare. Ho paura però che sia inevitalbimente poco.
Per i gas di scarico, l'energia dispersa è solo una parte più piccola di quella dispersa in calore. La temperatura dei gas di scarico è però più alta di quella del fluido refrigerante, quindi, meglio sfruttabile. Non necessariamente le celle di peltier devono avere 450°C dal lato caldo ma questo delta T può aumentare molto lo scambio termico tra gas e scambiatore mantenendo lo scambiatore, per esempio a soli 120°C. Un conto è la temperatura dei gas, altro conto la temperatura dello scambiatore.
Mentre, lo sfruttamento della pressione dei gas di scarico non è consigliabile a causa della conseguente riduzione dell'eficienza indicata del motore a monte.
 
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gyppe
view post Posted on 30/9/2009, 10:39




Uhm, io non ne sono tanto convinto, secondo me una cella acquistata su rs è identica a quelle su ebay, basta guardare un po i codici, solitamente sono sempre uguali, e poi oltre una più scarsa attenzione nell'assemblaggio cosa mai potrebbero fare?

Comunque se si cominciasse una produzione seria in massa verrebbero sicuramente a costare poco anche costruite al top della tecnica dato che il processo è completamente automatizzabile e già lo è, e che le materie prime costano pochissimo dato che si parla comunque di silicio.

Riguardo l'energia convertibile, si in effetti sperare di far passare tutta l'energia termica prodotta sulle celle sarebbe chiedere troppo, ma per cominciare ci si potrebbe accontentare di una porzione del sistema di raffreddamento e una dei gas di scarico.
Se si riuscisse a recuperare almeno l'energia necessaria per i sistemi ausiliari sarebbe tanto, non ricordo bene la percentuale sul totale prodotto che questi sistemi richiedono ma si parla senz'altro di un valore intorno al 20%.


 
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view post Posted on 14/10/2009, 14:36
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Immane Rompiball

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Si in un certo senso lo sono. Ma i tecnici "ambientali" non ne capiscono un granchè di analisi dei sistemi e controllo di processo. Anche perchè il tempo di propagazione del calore in un ambiente si misura in eoni e quindi anche dei PID molto sofisticati alla fine non risolvono più di un ON/OFF tradizionale. :)
 
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26 replies since 14/5/2007, 13:53   797 views
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