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Come costruire un motore stirling
6997630
6997630 Inviato: 18 Feb 2009 11:06
 



Ho migliorato il motore stirling. Se prima consumava al minimo 5 watt termici ora bastano 3,52 watt. Come? ho tolto il displacer (lattina di Nestea) l'ho aperto ed ho riempito la lattina con 5 grammi di materiale isolante (filtro per cappa aspirante) in modo che l'aria all'interno dello stesso rimanga circa lì dove si trova. Ho cioè diminuito le perdite per convezione all'interno del displacer. Ho provato il motore al sole usando una lente piano convessa di 160 mm di diametro. Gira gagliardo! col sole di gennaio e una temperatura esterna di 17 gradi, fa girare il piccolo generatore, che alimenta la solita radio. Ho fatto delle prove in casa: il motore collegato al generatore e alla radio ha bisogno di 8 watt termici per far funzionare la stessa. Ho calcolato i watt termici che la lente teoricamente renderebbe disponibili: sono 2 dm quadrati di superficie, la costante solare vale 1000 W/m2, col cielo sereno ho quindi 20 watt termici massimi, ma la lente riflette una parte della luce (2 superfici = -8%), la camera del displacer (spargicacao) che è in inox annerito pure diciamo un altro -20 % rimangono 14,4 watt disponibili contro gli 8 watt minimi necessari.
Ho iniziato la costruzione di un motore più potente/efficente con un rapporto di compressione volume diplacer/volume pistone pari a 1,5... vedremo!....
 
7003637
7003637 Inviato: 18 Feb 2009 22:09
 

non ho letto tutto ma secondo me la roba nera dentro al tubo può essere o un materiale che si scalda e rilascia calore in modo da avere un calore continuo oppure può essere una reazione chimica che sviluppa co2 o h2 e spinge il pistoncino ma questo suppongo non c'entri niente....
 
7004522
7004522 Inviato: 19 Feb 2009 0:39
 

toglietemi una curiosità, nel primo video dove si vede in funzione la macchina, non vi è presente nessun dislocatore mobile giusto? Cioè il dislocatore è semplicemente una strozzatura che divide la zona fredda dalla calda giusto? Il compito di spingere l'aria nella zona fredda e calda è solo dovuto al movimento del pistone, giusto?
 
7004536
7004536 Inviato: 19 Feb 2009 0:43
 

Mi correggo, il dislocatore se adesso ho compreso meglio si muove non meccanicamente ma grazie alla pulsazione tra parte calda e parte fredda dell'aria, giusto? In pratica è il motore Stirling-Ringbom?
 
7042909
7042909 Inviato: 24 Feb 2009 16:49
 

Se vi interessa.... esistono diversi tipi di motore costruiti con provette, dischi di materiali vari, ecc., quando si parla di "roba nera" per il displacer è solitamente un qualche materiale espanso che funziona sia da dislocatore, sia da recuperatore, ma credetemi ho già fatto delle prove, ai fini del rendimento è meglio un bel displacer solido, il più leggero possibile, ermetico, incomprimibile ed termicamente isolante. Tanto per farvi un esempio: se costruite un displacer (dislocatore) in polistirolo espanso, sarà leggero, isolante, ma non incomprimibile e nemmeno ermetico (è spugnoso, l'aria passa tra una pallina e l'altra). Rivestite lo stesso displacer di domopack alluminio (ma che sia perfettamente incollato senza il minimo spazio libero) ecco che il rendimento aumenta parecchio, perchè è diventato ermetico, anche se è ancora comprimibile e non resiste oltre i 100 gradi. Alle pressioni in gioco di 0,1 atm del motore è certo che viene visto come "quasi solido" e perciò funziona benino. Per quanto riguarda i vostri dubbi riguardo al funzionamento di uno stirling beh! li avevo anch'io, ma ora non li ho più. Ho scoperto delle regole generali che legano i rapporti tra i volumi le pressioni e le temperature, vi riassumo brevemente a seguito il mio "sapere". Volete potenza? scordatevelo!, solo industrialmente si può ottenere, ma noi "trappoleur" ci si può divertire parecchio lo stesso. Consiglio per cominciare un motore piccolo, rapporto cilindrata dislocatore / cilindrata pistone circa pari a 6, esempio: dislocatore dia 68 mm (lattina) corsa 10 mm, pistone dia 18 mm corsa 25mm, che da un rapporto tra le due cilindrate di 5,7. Perchè questi diametri? perchè mi basta una differenza di temperatura di soli 60 C° per far girare il motore, ho già una certa superficie per lo scambio termico (non devo mettere radiatori o tubi), il lato caldo e quello freddo sono abbastanza distanziati e quindi il calore non fluisce per conduzione, se non con fatica. Ricordarsi che a 270 gradi C° l'aria raddoppia di volume rispetto a 0 gradi C° (legge dei gas), se costruissi un motore con un rapporto tra le 2 cilindrate pari a 1, escludendo le inevitabili perdite, dovrei portare la parte calda a 270 gradi, cioè devo fornire una bella energia per avere più energia. Meglio lavorare al risparmio, perchè al risparmio? perchè con temperature basse posso usare un pistone in PVC, tornito al centesimo di mm, il pistone lubrificato con grafite (matita con mina tenera 6B passata sui fianchi del pistone) scorre senza attrito all'interno di un tubo di ottone lucidato a specchio e fa una tenuta praticalmente perfetta. Il pistone in plastica non è comunque soggetto a forti carichi che potrebbero deformarlo e rovinarlo e quindi dura una vita anche se è solo di plastica. Tra il diplacer e la camera esterna ci deve essere al massimo 1 mm di spazio per lato (riferito a questi diametri es. displacer 68 mm, camera esterna 70 mm) sennò il rendimento cala. Il displacer deve essere leggerissimo 20-25 grammi massimi, la tenuta dell'alberino fissato al displacer deve essere perfetta per evitare perdite di pressione (io ho usato una spina da stampisti da 2 mm e le bronzine di un piccolo motore elettrico che hanno il foro da 2 mm) tutti i manovellismi sono fissati al volano con dei piccoli cuscinetti a sfera, anche l'albero del volano è montato su cuscinetti a sfera. Tutti i cuscinetti a sfere sono stati lavati in solvente, per togliere il grasso, e poi lubrificati con olio sottile per macchine da cucire, questo diminuisce di molto l'attrito. Il mio motore a riposo, quando gli do una piccola spinta, rimbalza avanti-indietro per effetto della pressione fino a fermarsi, lo fa per 10-11 volte..... non male vero! Poi per chiarire un ultimo dubbio su come funziona un motore, sembra strano, ma quando la testa del motore viene riscaldata, la variazione di pressione introdotta muovendo il displacer (più o meno ampia, a seconda della temperatura e dell'ampiezza del movimento), dicevo, la variazione di pressione muovendo il displacer è o sembrerebbe istantanea, in assenza di volano si vede chiaramente che il pistone viene risucchiato o spinto in sincronia col movimento del displacer. Perciò (ecco la chicca di saggezza), essendo i relativi movimenti sfasati di 90 gradi, ecco che il pistone si trova a dover inseguire le variazioni di pressione, che vengono create dal displacer che lui stesso muove, (come un cane che si morde la coda) senza mai poterle equilibrare (sono meccanicamente collegati). Io ci ho provato ad essere chiaro eventualmente chiedetemi.

Ultima modifica di Stelladidi il 4 Mar 2009 11:30, modificato 3 volte in totale
 
7047486
7047486 Inviato: 25 Feb 2009 9:21
 

Mi sono ri-guardato i filmati di youtube, dell'altra "roba nera" nella provetta non è altro che lana d'acciaio (paglietta usata per lavare le pentole), il motore è del tipo "lamina flow" non ha un displacer classico, non gli serve, perche usa al suo posto (al pari dei motori stirling termoacustici) l'onda di pressione all'interno della lana d'acciaio. La lana d'acciaio funziona anche da recuperatore, ma soprattutto introduce uno sfasamento tra pressione e temperatura necessari al funzionamento del motore (per inerzia termica).
Il motore "LAMINA FLOW" anche se si vede girare veloce, non è un motore efficiente, non ha forza, è solo bello da vedere. Il motore stirling di tipo "ringbom" ha un displacer che non viene comandato meccanicamente, ma pneumaticamente, l'asta del displacer stesso non è altro che un pistone più piccolo, che sposta il displacer al raggiungimento di una certa pressione interna creata dal pistone principale in movimento. Lo sfasamento tra pistone e displacer (sempre necessario per il funzionamento del motore) in questo caso viene creato dall'inerzia meccanica intrinseca del displacer, che si oppone al suo movimento e che lo fa muovere con un certo ritardo. Per il "ringbom" la massa del displacer (che genera inerzia), le molle che controbilanciano il peso e il diametro dell'asta collegata ad esso (che funziona da piccolo pistone) devono essere ben calibrati per un funzionamento corretto. Per questo tipo di motore esistono inoltre dei regimi ottimali dove le risonanze proprie create dalle molle elicoidali, masse dei pistoni, e colonne d'aria che essi spostano, coincidono, sia per il displacer, che per il pistone principale, permettendo così un funzionamento più efficiente.
 
7132433
7132433 Inviato: 9 Mar 2009 14:28
 

Ho finito il nuovo modellino di motore Stirling. Va che è una meraviglia, potenza elettrica massima erogata 1,2 watt a (12 V, 100 mA). Anche se la potenza è esigua pensate che utilizzando un semplice piccolo lumino è possibile accendere una lampadina di bici da 6 V, 0,6 W oppure una radiolina al massimo del volume. E' possibile farlo funzionare ad energia solare mediante l'impiego di una lente convergente di 160 mm di diametro (focale 400 mm) non solo il motore gira, ma il generatore ad esso collegato fornisce corrente per accendere il filamento della lampadina (luce gialla).
Dislocatore: cilindro ermetico fatto da un vecchio tubo di alluminio per pastiglie per la gola Formitrol dia. 20 mm, tagliato a misura L=50 mm, sigillato da un tappo in duralluminio a pareti sottili, fatto al tornio, incollato al tubo con attak, dal centro del quale fuoriesce l'asta del dislocatore con dia. 2mm (solita spina da stampisti).
Il dislocatore si muove, nel senso della lunghezza per una corsa totale pari a 26 mm, dentro un tubo inox (dia. interno 21,5 mm, dia. esterno 22 mm) usato per friggere la pasta per i cannoli siciliani (non sto scherzando) chiuso ad un estremità da un tappo inox spessore 3 mm, saldobrasato con castolin, che sarà la parte calda del motore. Il tubo inox, è infilato dentro un foro dia. 22 mm effettuato in un cilindro in duralluminio che agisce come scambiatore termico per quanto concerne la parte fredda del motore stesso. sul fondo del foro dia. 22 mm sono state alloggiate 2 bronzine, con dia. foro 2 mm, che permettono il movimento dell'asta di comando del dislocatore senza permettere all'aria all'interno di perdere pressione. Il pistone dia. 18,5 mm ha una corsa complessiva di 23 mm
Il motore arriva a circa 1700 giri.
 
12429207
12429207 Inviato: 18 Set 2011 19:49
 

Stelladidi ti sei fermato sul piu bello, perchè non continui. Ero interessato, al tuo progetto e su come hai impostato la discussione in maniera chiara, il che non è poco. Quindi se ci sei ancora facci sapere qualcosa sui sviluppi, Spero a presto eusa_clap.gif
 
12496663
12496663 Inviato: 3 Ott 2011 8:29
 

Montando un motore stirling in parallelo su quello di una moto si riuscirebbe a recuperare la dissipazione del calore per fornire più potenza, sarebbe una soluzione interessante, altro che kers della formula1
 
13309447
13309447 Inviato: 3 Mag 2012 15:29
 

E' già da un pò che progetto la realizzazione di un motore stirling, per ora posticipata dai lavori alle mie motine... ma ammetto che mai avrei immaginato di trovare un topic a lui dedicato proprio nel tinga 0509_si_picchiano.gif peccato io sia troppo poco colto per comprendere a pieno da subito tutte le informazioni li contenute...


Spero che la discussione riprenda presto, io inizierò i miei primi passi con i motori ad arie intorno alla fine del mese icon_smile.gif mi mancano ancora due o tre accessori per incominciare ^^

E chi sa che sonoio non abbia voglia di darmi una mano icon_smile.gif visto che per altro sono di mestre (venezia) quindi a poche pieghe treviso 0509_si_picchiano.gif

doppio_lamp_naked.gif
 
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