Il Colibrì – La Tecnologia - PARTE IV

Espansore volumetrico adiabatico free piston “Colibrì” per generazione elettrica con ciclo Rankine a bassa pressione

A titolo di esempio si riportano i risultati dell’analisi per un caso specifico di funzionamento dell'espansore che si ritiene comunque sufficientemente rappresentativo per una valutazione delle prestazioni coinvolte.


OSSERVAZIONI
Con una temperatura operativa calda di 180°C che permette di avere vapore saturo alla pressione di 10bar e in presenza di scarico atmosferico, il rendimento teorico di conversione termomeccanica dell’espansore adiabatico risulta del 12,2%.
Poiché il rendimento di Carnot alle stesse condizioni di temperatura (Tcalda=179,9°C e Tfredda=99,6°C) vale il 17,7% significa che il motore estrae il 68,9% del massimo teorico.
Sempre a titolo di confronto, il rendimento del ciclo Rankine alle stesse condizioni è pari al 16,6%. In questo caso l’espansore adiabatico ne riesce ad estrarre il 73,5%.
Il lavoro utile per ciclo è di 21,6J, un valore modesto per un motore a vapore di 100cm³ di cilindrata che opera con alimentazione a 10bar.
Si tenga comunque presente che la potenza sviluppata, cioè il lavoro fatto nell'unità di tempo, dipende linearmente dalla frequenza di funzionamento.
Considerando le caratteristiche costruttive del dispositivo è ragionevole ipotizzare che siano tranquillamente accessibili pulsazioni di almeno 50Hz (3000rpm) e in questo caso la potenza risulterebbe amplificata di 50 volte (21,6J · 50Hz = 1080W).

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