www.Promiseland.it

Sto collaborando all' aggiornamento della sezione R&S nel sito del club energo, ho suggerito di inserire un paragrafo sulla TA e mi rivolgo a Gianfranco: se è ancora valida l'offerta di pubblicare la tua ricerca in uno spazio web siamo a tua disposizione.

Un caloroso saluto

claudio

Aspettando di poter leggere qualcosa di più sulla termoacustica,copio una notizia dal sito http://www.ecplanet.com/canale/tecnolog ... lanet.rxdf


Astronavi ad energia sonora


di: Alessio Mannucci


Generare elettricità significa cambiare una sorgente di energia in un'altra. Ricercatori del Los Alamos National Laboratory e del Northrop Grumman Space Technology hanno costruito un generatore compatto che converte il calore in elettricità con una efficienza relativa del 18%.

Il generatore è semplice, e potenzialmente molto longevo. Il chè lo renderebbe particolarmente adatto per essere impiegato a bordo di veicoli spaziali, secondo i ricercatori. Come funziona? Usa una piccola versione di un motore termoacustico sviluppato a Los Alamos nel 1999. Il motore converte il calore in energia acustica (onde sonore) senza usare parti moventi.

That engine converted heat to acoustic energy using no moving parts. È il movimento del gas, grazie a delle centrifughe di elio compresso, a generare le onde sonore. Che a loro volta, comandano un pistone che muove un cavo di rame attraverso un campo magnetico prodotto da un magnete. Tutto questo genera elettricità. Esistono già dei veicoli spaziali dotati di generatori termoelettrici in grado di produrre 5.2 watts per chilogrammo. Il nuovo generatore potrebbe arrivare fino a 8.1 watts per chilogrammo.

xyz ha scritto:... sezione R&S nel sito del club energo, ho suggerito di inserire un paragrafo sulla TA e mi rivolgo a Gianfranco ... offerta di pubblicare la tua ricerca in uno spazio web ...

La tua offerta è accettata con piacere.

Chi vuole leggere qualcosa di più esteso è pregato di cliccare http://www.energoclub.it alla sezione R&S. A partire dall'inizio di novembre ci saranno ulteriori informazioni e dati.

Saluti a tutti.

Gianfranco

Fabiomas ha scritto: ... Come funziona? Usa una piccola versione di un motore termoacustico sviluppato a Los Alamos nel 1999. Il motore converte il calore in energia acustica (onde sonore) senza usare parti moventi...

... È il movimento del gas, grazie a delle centrifughe di elio compresso, a generare le onde sonore. Che a loro volta, comandano un pistone che muove un cavo di rame attraverso un campo magnetico prodotto da un magnete ....

Fabio,

Ho letto il trafiletto e le informazioni non mi sembrano del tutto affidabili.
Sono andato nel sito del LANL è ho verificato il testo originale "A traveling-wave engine to power deep space travel di by Todd Hanson.

Il traduttore dall'inglese all'italiano ha fatto parecchi pasticci ('sto benedetto traduttore di Google"). I motori termoacustici non hanno parti in movimento, lo si dice anche in modo esplicito nello stesso articolo.

Il motore quindi non ha “centrifughe” di elio compresso.
Le onde acustiche sono generate dall’espansione dell’elio in pressione come consueguenza della fornitura di calore all’estremità di canali dello "stack o rigeneratore" aventi diametri idraulici di qualche decimo di mm.

Per capire cosa succede in un motore termoacustico posso fare un esempio molto, molto grossolano, proprio per chi non ha conoscenze tecniche medio-avanzate.

Immaginate un tunnel ferroviario o austradale o, meglio ancora, un tunnel della metropolitana. Pensate che all’estremità di questi tunnel ci siano due anfiteatri naturali oppure due stazioni A e B.
Pensate che, per qualche motivo voluto, si verifichi un riscaldamento improvviso (combustione o riscaldamento controllato, modulabile come con un bruciatore di una caldaia, oppure un bell'arco elettrico azionabile a comando) presso l’imbocco A. Cosa succede nel tunnel?

L’espansione dell’aria all’imbocco A, per effetto del riscaldamento dell’aria, genera un’onda acustica all’interno del tunnel che sfocia dall’estremità B e nel relativo anfiteatro/stazione.
Questa onda acustica si trasmette alla velocità del suono dell’aria.
L’onda acustica nell’anfiteatro/stazione B riverbera ritornando indietro e reinfilandosi di nuovo nel tunnel tramite l’imbocco B.

L’onda acustica percorre il tunnel, sfocia da A e riverbera nell’anfiteatro/stazione adiacente ritornando a reinfilarsi nell’imbocco A. E qui, se le circostanze sono giuste, si verifica un fenomeno noto come risonanza. In che cosa consiste?

Se il riscaldamento all’imbocco A fosse pulsante; e se tale pulsazione fosse in fase con l’onda acustica che si reinfila nell’imbocco A, si potrebbe verificare un’amplificazione dell’onda acustica. L’onda amplificata ripete il ciclo iniziale e riviene ri-amplificata.

Tale processo è incrementale, si autoalimenta; è risonante, appunto.
Le pressioni acustiche che si raggiungono sono sufficienti, per poter essere utilizzate, per muovere una membrana, o una o più pareti flessibili, collocata/e in uno degli anfiteatri/stazioni A e B.
Tali membrane, a loro volta, sono collegate ad un motore elettrico lineare, oppure a trasduttori piezolettrici, che trasformano l’energia acustica in energia elettrica.

In realtà il tunnel e gli anfiteatri/stazioni sono parte di un unico volume ermetico della dimensione di 0,1-X000 litri, in funzione delle prestazioni che si desiderano. Le potenze ottenibili vanno da qualche Watt, e ormai, a qualche MW.

Il tunnel è nella realtà un insieme di piccoli canali accostati uno all'altro (tale parte - come abbiamo già visto - è chiamato setto o “stack” o rigeneratore). Il gas è di solito una miscela di elio e argon, mentre la pressione media è di circa 20-30 bar.

Per altri dettagli vi rimando al sito http://www.energoclub.it a partire dall’inizio di novembre. Nell'articolo vi fornirò altre fonti e riferimenti utili per chi vuole approfondire l'argomento.

Vi fornirò anche i riferimenti e indicazioni per farvi un frigorifero termoacustico dimostrativo.

A presto.

Gianfranco

Andrea, Fabio, forumisti, salve!

Vi informo che EnergoClub ha pubblicato una serie di schede divulgative sulla Termoacustica al link http://www.energoclub.it/termoacustica.htm

Fatemi sapere se i testi, le figure, le note, sono leggibili, interessanti, e soprattutto, se i concetti richiamati sono sufficientemene chiari. Certo sapere un po' di termodinamica non guasta. Le cose scritte sono - spero - capibili anche da chi, pompando la gomma della propria bici, ha scoperto che l'aria compressa dallo stantuffo si riscalda :-)

Vi avevo promesso informazioni per la costruzione di un frigorifero termoacustico dimostrativo. Eccole.
C'è qualcuno che è interessato a costruirlo?

A disposizione.

Gianfranco

grazie Gianfranco, le schede pubblicate mi sembrano chiare ed esaurienti per capire il fenomeno termoacustico, le prospettive future sono promettenti, forse più come sistema pompa di calore/frigorifero che come motore/generatore, lo penso sopratutto perché Swift non prevede la generazione di energia elettrica tra gli sviluppi futuri, anche se ha in progetto un generatore (elettrico?) da un MW, quale opinione hai della termoacustica come generatore di energia elettrica ?
un caloroso saluto
Claudio

Ciao Gianfranco,
complimenti per le schede,molto chiare e dettagliate,speriamo che qualche impresa italiana si interessi all'argomento....

Una curiosità,secondo te avrebbe senso mettere in cascata una turbina a gas e un motore termoacustico che sfrutti il calore dei gas di scarico?che rendimenti potrebbe avere il sistema complessivo?

Ciao

Ciao Claudio,

xyz ha scritto:.... perché Swift non prevede la generazione di energia elettrica tra gli sviluppi futuri, anche se ha in progetto un generatore (elettrico?) da un MW, quale opinione hai della termoacustica come generatore di energia elettrica ?
....
Claudio

I motori termoacustici hanno già adesso rendimenti che toccano il 42% del rendimento del ciclo di Carnot, contro il 20-40% dei migliori motori a combustione interna (Otto e Diesel) e perfino meglio dei motori Stirling che arrivano fino al 38%.

I vantaggi dei motori TA (messi in luce dai prototipi) sono evidentissimi rispetto ai motori tradizionali: semplicità, affidabilità, ridotti impatti sull'ambiente, alte prestazioni ai carichi parziali (quando funzionano al minimo), costi di gestione ridotti, alimentazione multicombustibile, utilizzo del solare termodinamico e non, possibilità di utilizzare cascami di calore a basso livello di temperatura.

Ci sono però alcuni problemi che sono oggetto di sviluppo (scambiatori di calore e attuatori/convertitori) e che, con alta probabilità, faranno ritardare la loro diffusione come prodotto industriale da qui a 3-5 anni.

Swift è, da quanto leggo, impegnato su tutti i fronti della termoacustica (dalla criogenia fino ai motori TA alimentati con gas naturale e, anche, combustibili nucleari).

Il progetto di motore TA su cui Swift sta lavorando è, come già dicevi, per realizzare un prototipo da 1 MW.
Vedremo.

Saluti a tutti.

Gianfranco.

Ciao Fabio.

Fabiomas ha scritto: ... complimenti per le schede,molto chiare e dettagliate,speriamo che qualche impresa italiana si interessi all'argomento....

Grazie.
Lo spero anch'io.
E non solo le aziende, ma anche CNR, ENEA, Università, loro consorzi.
Se il messaggio arriva credo che dovrebbero essere interessati anche Ministeri vari, enti di governo regionali o interregionali che vogliono assicurare competitività alle aziende dei propri territori.

Fabiomas ha scritto: Una curiosità,secondo te avrebbe senso mettere in cascata una turbina a gas e un motore termoacustico che sfrutti il calore dei gas di scarico?che rendimenti potrebbe avere il sistema complessivo?

Si, certo! Ha molto senso se il tuo sistema di tri-co-generazione ha carichi termici molto variabili, o fluttuanti in modo irregolare. Potrebbe essere un modo "molto fine" per evitare di far scendere il sistema di cogenerazione con turbina a gas sotto il valore Ien limite (qualche tempo fa era di 0,56) che fa dire che il sistema è assimilabile ad un impianto ad energie rinnovabili.

Ora, per rispondere alla tua domanda bisognerebbe disporre di una curva dei rendimenti reali, per i motori TA, in funzione della differenza di temperatura Th-Tc. L'unico grafico disponibile è quello di Fellows ma, credo, sia solo teorico. Dobbiamo attendere i dati sperimentali. Sappiamo però che Lanl (Swift e Backhaus) e Psu (Garrett) stanno facendo progressi mese dopo mese. Ad esempio per gli attuatori fino a 15 kW già si parla di rendimenti di conversione di oltre 90%.

Tanto per avere un ordine di grandezza, se una turbina a gas + generatore elettrico ha un rendimento del 35%, e ipotizzando 5% non siano recuperabili, la quota restante (60%) potrebbe essere totalmente recuperata e convertita in energia elettrica. Per quanto?
Un valore stimato potrebbe essere di 35%x 60% = 21%.
Il sistema turbina a gas + generatore elettrico + motore TA + recupero termico sensibile, potrebbe avere un rendimento elettrico di 56% e un rendimento energetico totale del 95%. Prendi la stima con le "molle".

A questo punto, potrei dire <<ma perchè non utilizziamo direttamente il combustibile nei motori termoacustici>> evitando la turbina a gas+generatore, le manutenzioni, i problemi di impatto sull'ambiente (NOx per le alte temperature in gioco), i problemi della parzializzazione dei carichi?

E' una domanda più che legittima, non credi? Soprattuto se i rendimenti di conversione rilevati nei prototipi di motori TA continueranno a salire (come sembra).

Vediamo cosa faranno Fellows, Swift e Backaus, Garrett.

Ti saluto e un saluto a tutti i forumisti.

Gianfranco.

Ciao Gianfranco,
grazie per le spiegazioni.Però mi è rimasto un dubbio,ma i motori termoacustici a che temperatura massima possono lavorare?
Riescono a sfruttare il calore a elevate temperature(sopra i mille gradi)?

Grazie ancora,ciao.

Ciao Fabio.

Fabiomas ha scritto: ... Però mi è rimasto un dubbio, ma i motori termoacustici a che temperatura massima possono lavorare?
Riescono a sfruttare il calore a elevate temperature(sopra i mille gradi)?
...

Fino a questo momento non ho trovato indicati limiti di funzionamento di temperatura massima. Posso solo immaginare che gli unici limiti siano quelli relativi ai materiali.

Tale problema è comune a tutti i dispositivi energetici che vogliono raggiungere elevati rendimenti termodinamici. Ricordo, a chi non ha dimestichezza con i rendimenti dei motori, che il rendimento dei motori con ciclo di Carnot (ideale) è dato dal rapporto tra la differenza di (temp. massima - temp. minima) diviso la Temperatura massima assoluta.

Faccio un esempio. Se la temperatura massima è 600°C e la temperatura minima è, diciamo, 40°C (quella di una ambiente industriale) allora il rendimento massimo o ideale (o di Carnot) è pari a (600 - 40) / (600 + 273,15) = 64,1%. Se fosse possibile avere 1000°C allora il rendimento ideale passerebbe a (1.000 - 40) / (1000 + 273,15) = 75,4%.

Ovviamente i rendimenti reali sono molto più bassi come sappiamo con i motori a combustione interna ed esterna. Però la tendenza è quella: più aumento la temperatura massima più aumento il rendimento.

Quale sarà il massimo (ideale)? Lo lascio fare a chi sa un po' di matematica.

Ritornando alla domanda iniziale posso aggiungere che sul sito di Fellows (che tu hai già sicuramente visionato) si trovano grafici di rendimento fino a 1.000°C. Però, come già detto in precedenza, tali dati sono da prendere con le molle perchè non sono validati da prove sperimentali.

Andrea (che saluto, dato che non lo sento da un po') , qualche tempo fa, mi diceva che Fellows si era fermato a circa 500-600°C.

Sembra che oltre queste temperature emergano problemi causati dallo scorrimento viscoso negli elementi elastici/molle. Per inciso, sono gli stessi problemi che hanno le turbine a gas.
In questi casi, i miei ricordi un po' datati di scienza dei materiali, mi fanno dire che le temperature massime possono arrivare a 1050-1.150°C impiegando Nimonic e Hastelloy. Non escludo però lo sviluppo recente di materiali ancora più resistenti a fatica oltre i 1.150°C.

Un cordialissimo saluto a tutti i forumisti.

Gianfranco

Un saluto a tutti,
non ci sentiamo da un po perchè sto esaminando delle nuove tecnologie, per puro caso, grazie ad un suggerimento di Claudio di idee randage, ho aperto un vero e proprio vaso di Pandorra.
Anche il più scettico dei frequentatori di questo forum dovrà a mio avviso ricredersi sulla possibilità di produrre energia gratuita e praticamente illimitata.

In questo periodo sto incontrando diverse persone che si dicono interessate a finanziare la realizzazione in serie di questi dispositivi, ma purtroppo dopo aver visionato e toccato con mano, queste stesse persone anzichè collaborare con gli inventori, cercano di RUBARE il frutto del loro ingegno.

Ne consegue che questi inventori si chiudono sempre più a riccio allontanando sempre di più il momento di rendere pubblica l'esistenza delle loro invenzioni.

In verità anche gli inventori sono spesso causa dei loro mali con richieste assurde al limite della follia, generando un circolo vizioso che implode su se stesso impedendo la diffusione di queste nuove tech.

Mi chiedo se esistono imprenditori seriamente intenzionati a cooperare e a finanziare progetti seri e innovativi, voi li conoscete?

Andrea Rampado

Ciao Andrea!
Salve ai forumisti.

Il (tuo) quesito gridato, disperato mi è arrivato.

Andrea Rampado ha scritto: ....
Mi chiedo se esistono imprenditori seriamente intenzionati a cooperare e a finanziare progetti seri e innovativi, voi li conoscete?

Tu tocchi l'essenza della nostra cultura basata sulla competizione, sul cattivo uso del denaro accumulato, sul nostro “modello di sviluppo”. "Darwin" è sempre in azione. E, purtroppo, questa tipo di competizione, fatta dai nostri imprenditori e consumatori recenti, porta in sé il seme della sterilità. Se poi il substrato è l’accumulazione e la rendita fine a se stessa, rischiamo l’involuzione, come dicevi tu, al posto dell’evoluzione; e questa non è limitata agli inventori, ma anche agli imprenditori, consumatori, ambiente e risorse incluse. Abbiamo visto, stiamo vedendo, che il “modello di sviluppo” è, in realtà, un “modello d’involuzione”.

Questa consapevolezza sta affiorando sempre di più. In recente conferenza sulla Delocalizzazione, fatta agli imprenditori del Nord-Est, mi è capitato di sentire un relatore dire, fuori dai denti, quali erano i motivi della galoppante involuzione dell'Europa e del Nord-Est in particolare. Egli disse:

<<- la presenza di un capitalismo familiare di piccole dimensioni in cui spesso patrimonio dell’impresa e patrimonio familiare si confondono …

- la tradizionale propensione della banca a finanziare capacità produttiva (leggasi capannoni) piuttosto che capacità imprenditoriale.>>

Il relatore aveva, ha ragione. Non ci può essere vera innovazione se non riusciamo a trasferire le scoperte e le invenzioni in prodotti, nuove organizzazioni, utilizzando le proprie capacità imprenditoriali. Non ci può essere innovazione se non riusciamo a trovare risorse.
Ma oggi quasi tutti i portatori di rendite e patrimoni non hanno capito il loro ruolo nella società. Non avendolo capito non promuovono l’innovazione.

Andrea, tu chiedi se ci sono imprenditori …
No, non ci sono. E quei pochi sono impegnati a trasformare le proprie idee in prodotti oppure a combattere la perdita di competitività, o a porre rimedio alle loro rendite ormai sterili.

Invece bisognerebbe chiederci “ci sono finanziatori (non imprenditori tradizionali) che sono disponibili a condividere il rischio (e qualche volta è molto alto) su una idea? Dove sono?

E guarda che quando parlo di finanziatori non intendo quelli tradizionali.
Già che ci siamo chiediamoci <<Lo stato, la CE cosa potrebbe fare per promuovere lo spostamento di queste masse di denaro accumulate, rendite di posizione, verso l’innovazione?>>
C'è qualcuno che sta lavorando per dare una risposta concreta? Non mi sembra!

L’inventore – dopo avere realizzato un prototipo – può certo fermarsi a cercare il finanziatore. E così si condanna ad essere sistematicamente derubato. Perché?
Perché, non può fermarsi al solo prototipo.
Leggevo ieri l’altro che il numero di brevetti registrati in Italia nel 2003 è stato pari al 3.676 pari al 3,15% di tutti i brevetti Europei. Meno della Svizzera che ha il 3,59%.
Ti/Vi dicono niente questi dati? A me fanno dire che i nostri inventori, con i loro comportamenti, dicono <<Accomodati. Ruba pure!>>. Un’invenzione è anche un donodelpadreterno. Entrambe vanno protette e valorizzate.

Io sono convinto che gli stessi inventori dovrebbero essere o diventare (in fretta) imprenditori.
Come?
Studiando, dedicando tempo a diventare “inventori” del proprio futuro.
Convincendosi che essere inventori significa, anche, investire tempo a capire quali sono i passi "giusti" per trasformare le idee in proposte, progetti d’impresa.
Investendo tempo nello stendere progetti d'impresa, a capire come comunicare in modo efficace. A chi? A chi ha risorse!
Investendo tempo nel realizzare organizzazioni, creare alleanze e sinergie. In definitiva, investendo tempo a creare la vera "ricchezza" nel senso più ampio del termine.

Andrea, stai pur certo che questo è il modo migliore per valorizzare una idea. Ed è l'unico modo per evitare che l’inventore non si faccia “rubare” l’idea dagli altri.

Perché Promiseland, e altri siti che parlano di invenzioni e innovazione, non forniscono indicazioni dei corsi per proteggere una idea e per realizzare progetti di impresa?

Saluti a tutti.

Gianfranco

Salve a tutti.

Una trasmissione TV nazionale mi ha chiesto di presentare uno o più esperimenti di termoacustica.

C'è qualcuno che vuol darmi una mano?
Si tratta di realizzare uno o più frigoriferi termoacustici secondo lo schema descritto in http://www.energoclub.it/termoacustica.htm#autoc.ref.TA.

Sarebbe bellissimo far vedere che con pochissimo si può fare qualcosa di interessante.

Fatevi sentire.
La mia e-mail la trovate su http://www.energoclub.it.

Gianfranco

Salve a tutti!

Andrea mi ha chiesto di fornire a Furio57 ulteriori chiarimenti sulla costruzione del refrigeratore termoacustico dimostrativo descritto al link http://www.energoclub.it/termoacustica. ... toc.ref.TA.

1. Il setto è una pellicola di 36 pose da 35 mm avvolta su se stessa (come in origine) solo però che le spire sono distanziate dal filo di nylon in questo modo:

______________________
____O_____O_____O____
O______O_____O_____O___


La spirale avvolta (come nella figura http://www.energoclub.it/termoacustica. ... toc.ref.TA.) dovrebbe avere un diametro di 22 mm, sufficiente a realizzare il setto da posizionare nel tubo, come indicato nella figura in EnergoClub. Per fissare il filo di nylon dovreste utilizzare una goccia di locktite.

2. Le funzioni del setto sono spiegate al link http://www.energoclub.it/termoacustica.htm#fun.frigo.TA.
Basta leggere con pazienza e, soprattutto, aiutatevi con la figura a fianco.

3. L'altoparlante usato da Russel e Weibull è un Optimus XTS 40 (Ø= 4"=101,6 mm, 150-18.000 Hz della RadioShack numero di catalogo 40-1991),del costo ci circa 5-10 €. Se non fosse disponibile il modello si può usare un altoparlante più o meno delle stesse caratteristiche. Non formalizzatevi troppo.

4. L'altoparlante è alimentato con un segnale (onda seno) in accordo con i dati di targa (rilevabili sull'etichetta o dalla scheda tecnica). Tanto per dare una idea l'altoparlante genera onde acustiche di circa 65 dB quando è alimentato da un CD Koss Portatile (Model HG 900) e riproduce la voce normale che scandisce Uno-Due-Tre-Quattro... Il segnale va fatto passare in un amplificatore audio fino a 100 W.

5. Per dettagli si rimanda all'articolo in inglese http://www.kettering.edu/~drussell/Publ ... moDemo.pdf.

Per altre informazioni non esitate a contattarmi nel forum o via telefono tramite Andrea.

Saluti.

Gianfranco