[Regressioni tecniche] Motore a vapore?

[Ario_]

Gli autobus urbani da tempo usano metano e idrometano, l'idrogeno in sè come combustibile si porta dietro diversi problemi di economicità, chissà che migliorando il potenziale di rendimento con un sistema diverso dal motore a combustione interna non diventi conveniente.

Come combustibili in un motore a scoppio sono sì sprecati: tanto calore per una resa minima.

Quanto agli ingombri, se hanno usato questa propulsione su auto di serie (124, Torino, ecc...) grossi problemi non pensavo ne avesse.

La mia idea comunque era di usare la propulsione a vapore su autobus o camion: li metti a scaldare mezzora prima (non so quanto in effetti serva) e li usi per tutta la giornata, eventualmente ti fermi a fare il pieno anche d'acqua, che comunque è abbastanza disponibile a basso costo. Elimini però: frizione, catalizzatore, filtro antiparticolato ed usi un combustibile a costo minore (metano) in maniera molto più efficiente ed emettendo solo CO2 ed H2O. Ho letto anche di un sistema diverso rispetto al cambio per gestire la coppia, per cui elimini il cambio (c'est brutal ma ça marche) ed i relativi attriti (ce ne saranno di altri, figurarsi).

[DreamCar]

che figata, ancora una volta Autopareri mi insegna qualcosa!!

Meglio di Wikipedia!

l'eresia: non è possibile combinare vapore+elettrico? Peso assurdo immagino..

[Beckervdo]

che figata, ancora una volta Autopareri mi insegna qualcosa!!

Meglio di Wikipedia!

l'eresia: non è possibile combinare vapore+elettrico? Peso assurdo immagino..

Ma con il vapore puoi far evolvere il fluido in turbina accoppiandola ad un generatore elettrico. Il punto è sempre gli ingombri del GV

[Edolo]

Gli autobus urbani da tempo usano metano e idrometano, l'idrogeno in sè come combustibile si porta dietro diversi problemi di economicità, chissà che migliorando il potenziale di rendimento con un sistema diverso dal motore a combustione interna non diventi conveniente.

Come combustibili in un motore a scoppio sono sì sprecati: tanto calore per una resa minima.

Ma infatti mi pare che l'utilizzo dell'idrogeno nei motori alternativi sia stato ormai abbastanza accantonato. Le tecnologie ad alto rendimento con cui si intende utilizzare sono le fuel cell a membrana polimerica o ceramica.

La mia idea comunque era di usare la propulsione a vapore su autobus o camion: li metti a scaldare mezzora prima (non so quanto in effetti serva) e li usi per tutta la giornata, eventualmente ti fermi a fare il pieno anche d'acqua, che comunque è abbastanza disponibile a basso costo.

Non ho capito il passaggio "li usi per tutta la giornata". Il problema non è tanto l'avviamento, ma tutte le variazioni di carico. Dovrebbero viaggiare tutta la giornata a potenza costante senza mai fermarsi.

[Ario_]

Il "li usi per tutta la giornata" era riferito appunto al problema del mettere e tenere la caldaia in pressione. La gestione dei carichi parziali è così impossibile?

[Edolo]

Il "li usi per tutta la giornata" era riferito appunto al problema del mettere e tenere la caldaia in pressione. La gestione dei carichi parziali è così impossibile?

Non è impossibile. È molto lenta e piuttosto penalizzante sul rendimento, soprattutto di caldaia. Come tu stesso hai detto il vantaggio dei GV è di avere una combustione lenta e sostanzialmente stazionaria. Le variazioni di carico vanificano questo vantaggio.

[Guest EC2277]

Infatti il motore a vapore è più adatto ai convogli ferroviari destinati al trasporto delle merci che ai veicoli stradali.

[Guest EC2277]

Il "li usi per tutta la giornata" era riferito appunto al problema del mettere e tenere la caldaia in pressione. La gestione dei carichi parziali è così impossibile?

La gestione dei carichi parziali non avviene agendo sulla combustione ma sulla quantità di vapore che viene inviato agli espansori. Si possono pertanto avere diverse tipologie d'esercizio: a piena ammissione, a piena espansione, a piena ricompressione; in realtà esistono un'infinità di modalità d'esercizio intermedie con le quali si possono adattare le prestazioni del motore alle esigenze di funzionamento.

Nell'esercizio a piena ammissione tutto il vapore viene inviato agli espansori ed il motore eroga la massima potenza possibile. Funzionando a piena espansione invece la quantità di vapore inviata agli espansori è minima ed il vapore viene espanso fino a fargli raggiungere la pressione ambientale; in questo modo il motore realizza i minori consumi di combustibile, poiché il vapore non inviato agli espansori può essere usato per preriscaldare l'acqua da inviare alla caldaia. Infine, quando il motore lavora in condizioni di piena ricompressione, viene scaricata solo una parte del vapore inviato agli espansori e quella rimanente viene ricompressa fino a raggiungere la stessa pressione del vapore proveniente dalla caldaia; anche ciò riduce i consumi.

[Ario_]

Bé, sì, immaginavo che si regolasse il flusso di vapore più che quelo di combustibile. Pensavo fosse facile come regolare l'acceleratore, invece pare che impieghi più tempo e sia più laboriosa. Peccato, però.

[Edolo]

La gestione dei carichi parziali non avviene agendo sulla combustione ma sulla quantità di vapore che viene inviato agli espansori. Si possono pertanto avere diverse tipologie d'esercizio: a piena ammissione, a piena espansione, a piena ricompressione; in realtà esistono un'infinità di modalità d'esercizio intermedie con le quali si possono adattare le prestazioni del motore alle esigenze di funzionamento.

Nell'esercizio a piena ammissione tutto il vapore viene inviato agli espansori ed il motore eroga la massima potenza possibile. Funzionando a piena espansione invece la quantità di vapore inviata agli espansori è minima ed il vapore viene espanso fino a fargli raggiungere la pressione ambientale; in questo modo il motore realizza i minori consumi di combustibile, poiché il vapore non inviato agli espansori può essere usato per preriscaldare l'acqua da inviare alla caldaia. Infine, quando il motore lavora in condizioni di piena ricompressione, viene scaricata solo una parte del vapore inviato agli espansori e quella rimanente viene ricompressa fino a raggiungere la stessa pressione del vapore proveniente dalla caldaia; anche ciò riduce i consumi.

A che tipo di impianti ti riferisci?

Negli impianti termoelettrici o cogenerativi la regolazione è un po' diversa, anche se agisce sempre in prima battuta sull'ammissione di vapore nella macchina. Acqua, aria e combustibile in ingresso vengono regolati di conseguenza per mantenere costante la pressione in caldaia (che ovviamente aumenterebbe a causa dell'ammissione parzializzata).