motore Stirling e motore Termoacustico

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motore Stirling e motore Termoacustico

Messaggio da elettrauto » 22 lug 2012, 22:03

inizio ad inserire alcuni link su questi motori, dove sarà opportuno fare anche un confronto con il motore a vapore.

Questo è un sito dove sono mostrati stirling che azionano pompe, trapani e piallatrici, naturalmente il tutto realizzato con faidate, altrimenti ha poco senso considerare motori realizzati con macchinari che probabilmente nessuno di noi ha intenzione di acquistare.

http://www.solarheatengines.com/

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Re: motore Stirling e motore Termoacustico

Messaggio da Dolomitico » 23 lug 2012, 11:37

Bellissimo,cè un sacco di roba da prendere spunto,mi piace lo stirling gigante,bel sito veramente,ci sono anche molte spiegazioni sulla costruzione dei vari componenti.
Resta il fatto che ne devi costruire uno bello grande per avere una potenza utilizzabile,i modellini piccoli arrivano a 10mw circa,cmq è sicuramente migliorabile.
Hai provato a cercare di replicarne uno?

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Re: motore Stirling e motore Termoacustico

Messaggio da elettrauto » 23 lug 2012, 15:05

Sto raccogliendo del materiale perché voglio valutare bene le cose che avete detto tu ed ermete50, potreste avere ragione sulla densità di energia.
Tempo fa mi è capitato per le mani un file che ne parlava, ma ma ho commesso una leggerezza a non salvarlo.
Se si tratta di una densità di energia di metà o 1/3 rispetto al vapore la cosa è in discussione, ma se si tratta di 10 volte, a quel punto forse è più ragionevole la realizzazione di una macchina a vapore.
Per la realizzazione dell macchina a vapore serve tassativamente l'acciaio inox?

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Re: motore Stirling e motore Termoacustico

Messaggio da Ferrobattuto » 23 lug 2012, 15:10

elettrauto ha scritto:Per la realizzazione dell macchina a vapore serve tassativamente l'acciaio inox?

Assolutamente no. Una volta erano di ferro e di rame.... Cilindri e pistoni in ferro, tubi in rame, valvole in bronzo ecc ecc.
Anche nel motore endotermico, a ciclo diesel o a ciclo otto che sia, di inox praticamente non ce n'è. E' praticamente tutto ferro e alluminio. Stessa cosa si può fare per il vapore, e probabilmente anche per lo stirling.
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Re: motore Stirling e motore Termoacustico

Messaggio da Dolomitico » 24 lug 2012, 9:10

Se lo vuoi bello da vedere sarebbe da fare in alluminio e bronzo,ma se ti serve solo come motore l'alluminio è più che sufficente.
Non demoralizzarti subito sullo stirling.
Da quello che ho visto se non hai tornio e frese sotto mano,questo non ti permette di farti motori compatti,ma in ogni caso puoi puntare a costruirne uno grande come il tipo del link che hai postato.
Ti ricordo che in queste cose ci vuole pazienza e costanza,io da quando ho fatto il primo modello di turbina eolica,puramente dimostrativa a quando ne ho fatto una che rendeva in maniera decente è passato un bel po,è una questione di capire bene i concetti,fatto questo ti fai le cose su misura e come ti pare.

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Re: motore Stirling e motore Termoacustico

Messaggio da elettrauto » 24 lug 2012, 15:39

@dolomia78
grazie per l'incoraggiamento!!! ;)
Ai fallimenti ci siamo abituati, infatti quando devo fare un nuovo circuito, non dico vado a fare un nuovo circuito, ma vado a fallire un nuovo circuito :mrgreen: , dato che all'inizio, per un motivo o l'altro non funziona mai niente...

Io ho cercato di sostituire il tornio con il trapano e la smerigliatrice angolare, e devo dire che i risultati sono stati stupefacenti, ho ottenuto tolleranze di 1/10 di millimetro tra pistone e cilindro(Dcilindro-Dpistone -- differenza dei diametri), ma su una lamiera spessa 3mm, dovrei mettere in sovrapposizione almeno 10 di queste lamiere.
Credo che non basterebbe lo stesso perché la tolleranza tra pistone e cilindro deve essere credo almeno la metà, ma si potrebbe provare...oppure usare le fasce elastiche.
Voi che differenza tra i dimetri tra cilindro e pistone volete ottenere o che avete ottenuto? (in che casi vanno impiegate le fasce elastiche?)

Inserisco le foto del risultato, comunque c'è voluto molto tempo per farne solo uno
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Re: motore Stirling e motore Termoacustico

Messaggio da Dolomitico » 25 lug 2012, 9:50

Le fasce elastiche non sono fondamentali su uno stirling,i tutorial che ho io non le riportano affatto,ho visto anche modellini di motori a vapore oscillanti che vanno senza fasce,però un tornio sarebbe preferibile,altrimenti se hai un trapano a colonna puoi ricorrere agli alesatori per ottenere un foro perfettamente tondo per i cilindri,il pistone puoi cercare di adattarlo.
Se cerchi pistoncini piccoli,e rilatovi cilindri puoi cercare nei vecchi compressori da frigorifero,Ci sono ottimi componenti per fare il pistone secondario,oltre che il filo per eventuali avvolgimenti.

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Re: motore Stirling e motore Termoacustico

Messaggio da elettrauto » 30 lug 2012, 17:13

FUSIONE E COLATA DELL' ALLUMINIO

Dato che la prospettiva è quella della realizzazione di pezzi per motori, mi ricordo che i pistoni sono realizzati in alluminio,quindi metto il link di questo video che è in inglese, ma le immagini parlano chiaro: realizza la fusione e la matrice per la colata di un pezzo con anima cava, che sono le più difficili da fare.

http://www.youtube.com/watch?v=GXSCx50L ... creen&NR=1

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Re: motore Stirling e motore Termoacustico

Messaggio da elettrauto » 31 lug 2012, 19:59

Nel video si vede che come distaccante usa un prodotto johnson, credo sia talco, ma tempo fa, per la fusione della planté, leggevo che non era buono il BOROtalco.

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Re: motore Stirling e motore Termoacustico

Messaggio da Ferrobattuto » 31 lug 2012, 20:18

Infatti si usa il "talco" senza "boro". :D
E' talco industriale. In pratica è una polvere che si ricava macinando un particolare minerale che si chiama proprio "talco".
La formula: Mg3Si4O10(OH)2. C'è tutto su Wikipedia. ;)
Per usi di fonderia si usa anche la grafite (con una "f" sola :D ), ma credo sia più costosa. Comunque per fusioni a temperatura relativamente bassa come quella del piombo o dell'alluminio credo non sia indispensabile.
Hai letto questa discussione quì?
http://www.offgrid2.altervista.org/view ... ?f=8&t=121
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Re: motore Stirling e motore Termoacustico

Messaggio da elettrauto » 1 ago 2012, 13:32

Quando sento talco industriale mi vengono in mente tanti prodotti che poi all'atto pratico non sono riuscito a trovare; faccio un esempio per condividerlo: anni fa ho letto delle celle fotovoltaiche multistrato, e guidato dall'alta efficienza e dal basso costo prospettato ho contattato chi aveva scritto l'articolo, ovvero il dirigente di sezione del CESI, quindi non un semplice privato, ma un'istituzione (per così dire), al telefono ho richiesto, a pagamento, una cella per poter fare i miei test e vedere se ne valeva la pena utilizzarla nei concentratori, come da loro prospettato, appena ho fatto la richiesta concreta, piano piano al telefono è stata modificata nelle parti essenziali la versione scritta su un articolo divulgato.

La lista potrebbe andare avanti con altri prodotti di vario tipo e prospettati come miracolosi. Quindi ho deciso che fino a prova contraria, pubblicata e lampante per tutti, non ne vale la pena di perdere tempo dietro a prodotti con la dicitura industriale...questo per dire che io preferisco un prodotto che magari si usa per l'igiene intima dei bambini (come il talco johnson che si vede nel video :mrgreen: ) piuttosto che prodotti industriali per i quali poi ti chiedono pure la partita iva per comprare la qualunque fesseria.

Naturalmente non è polemica, ma che quando dici la parola industriale mi suscita questi ricordi e volevo dirlo, in modo che possa essere condiviso.

Naturalmente, Ferrobattuto, puoi continuare ad usare la parola "industriale" quanto vuoi, purché ci sia un posto dove comprarlo da privato cittadino della monarchia italiana (woot)

Quanto al post tuo, lo avevo letto eccome!! Ma si parla solo di grafite, non di talco; io ricordo del talco (e mi è venuto in mente guardando il video) da quando se ne parlava in un post ai tempi di un tale in un altro forum, ecco perché pensavo che si potesse chiarire meglio se talco o borotalco ;)
Ultima modifica di elettrauto il 1 ago 2012, 14:28, modificato 2 volte in totale.

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Re: motore Stirling e motore Termoacustico

Messaggio da Ferrobattuto » 1 ago 2012, 13:47

Si, ricordo bene anche io quello di cui parli.... ;)
Comunque quel famoso "talco industriale" si dovrebbe poter comprare dal ferramenta, almeno un buon ferramenta-coloreria ben fornito. In genere viene usato per far scivolare a posto guarnizioni di gomma, o oggetti in gomma che vadano pressati o infilati in qualcosa. Forse tra le forniture per carrozzieri.....
Per la dicitura "industriale" infatti provo molta avversione anche io, e non solo per cose come queste, ma sapessi che casino trovi se cerchi caratteristiche o equivalenze di parti o componenti elettronici per "uso industriale"...... (:) >:( :cries:
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Re: motore Stirling e motore Termoacustico

Messaggio da elettrauto » 1 ago 2012, 14:23

un buon ferramenta-coloreria ben fornito. In genere viene usato per far scivolare a posto guarnizioni di gomma

Questo mi sembra parlare concreto!!! Quando mi sento dire che "si trova dal ferramenta" ed è una cosa cui non ho mai pensato, vado quasi in estasi, sperando che la cassiera dal ferramenta abbia pure la bellezza adatta a favorirlo :mrgreen: (woot)

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Re: motore Stirling e motore Termoacustico

Messaggio da elettrauto » 1 ott 2012, 14:05

@Dolomitico @Ferrobattuto
Il rischio di esplosione delle caldaie a vapore, se non progettate bene, è stata la causa dello sviluppo del motore Stirling, cito un passo di una tesi con ricerca bibliografica annessa.

http://tesi.cab.unipd.it/37661/1/Modell ... ineare.pdf
"Stirling si rese subito conto del pericolo che gli uomini correvano utilizzando le macchine a vapore. Si narra, infatti, che colpito dalle conseguenze dei numerosi incidenti causati dalle esplosioni delle caldaie delle macchine a vapore, egli si propose di trovare un’alternativa meno pericolosa e altrettanto prestante, al fine di donare alla sua gente maggior sicurezza sul posto di lavoro."

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Re: motore Stirling e motore Termoacustico

Messaggio da Ferrobattuto » 1 ott 2012, 14:29

A quei tempi l'acciaio usato era molto più cristallino, meno puro e molto meno omogEneo di quello di adesso. Sono stati fatti studi concreti sulla consistenza dei metalli nell'800, e questo è quanto ne è scaturito fuori. Poi a quei tempi le caldaie erano chiodate, non saldate. Ossia il bordo della lamiera veniva sovrapposto, ribattuto e "chiodato" con grossi ribattini in acciaio forgiato. Quei bei puntini che si vedono sui bordi delle lamiere sulle costruzioni in ferro dell'epoca. :D
Pensa che seri test sulle proprietà dell'acciaio di quel periodo sono stati fatti anche su campioni presi dal relitto del Titanic, e si è arrivati alla conclusione che se fosse stato costruito con acciaio odierno, probabilmente non sarebbe affondato. La cristallinità e la fragilità dell'acciaio dell'epoca ha permesso che la lamiera si fratturasse tagliandosi. Con acciaio attuale si sarebbe piegata e deformata, ma con buone probabilità non si sarebbe tagliata.
Come vedi dalle foto del naufragio della Costa Concordia, invece le lamiere si sono piegate fino ad arrotolarsi.

[img]http://www.bergamosera.com/cms/wp-content/uploads/cache/88188_NpAdvHover.jpg[/img]

Immagine

Ma naturalmente non è stata solo sfiorata da un iceberg, ma è finita contro delle rocce..... :(

Vabhé, siamo finiti OT. Comunque era per dire che coi materiali moderni i pericoli sono molto minori, poi Dolomitico non dovrà arrivare a pressioni eccessive, non più di quelle di un normalissimo compressore per aria.
Tutto questo, naturalmente, senza voler denigrare in nessun modo lo Stirling, che però per arrivare a potenze simili a quelle di un motore a vapore, dovrebbe avere dimensioni molto ma molto maggiori.
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Re: motore Stirling e motore Termoacustico

Messaggio da elettrauto » 1 ott 2012, 17:02

Prima allora non facevano acciaio, ma una specie di ghisa, visto che era così fragile...(le immagini delle lamiere parlano chiaro, sono piegatissime e non si sono spezzate, nonostante la concordia avrebbe fatto la stessa fine del Titanic se fosse stata 50 metri più al largo :S )

In effetti, Ferrobattuto, sono combattuto tra il motore ad aria che è semplice perché non ha circuito di vapore, ha solo l'aria dentro il pistone e basta, come vantaggio ha anche che non ha nessuna valvola.
Ma come svantaggio il fatto che è più grande, ovvero ha una densità di potenza minore rispetto a quello a vapore. Tu hai trovato qualche documento che dice di quanto deve essere più grande lo Stirling per ottenere la stessa potenza?

ARIA (T=273 K =0°C) (Ugo Amaldi - Fisica per temi - tabelle alla fine del libro)
densità=1,29 kg/m3
cp=calore specifico a pressione costante=1
cp/cv=1,4

VAPORE ACQUEO (T=373 K=100°C)
densità=0,59 kg/m3
cp=2
cp/cv=1,3

Quale di queste grandezze fa in modo che il motore a vapore sia più piccolo di quello ad aria, e di quanto è la differenza? (giustamente in base a quello che hai trovato tu, da questo punto di vista non sono molto ferrato)

A spanne, facendo il prodotto tra densità e cp, nel caso dell'aria ho 1,29
mentre nel caso del vapore ho 1,18 (visto che la quantità di calore trasportata è il prodotto tra densità e cp)...Quindi essendo circa uguali, la differenza di cui parli dovrebbe farla solo il rapporto cp/cv ma sono circa uguali anche quelli...

Inserisco un link su un ottimo lavoro che riguarda lo Stirling ed i relativi rendimenti del motore commerciale Stirling che arriva al rendimento reale del 32% cioè il doppio rispetto ai pannelli fotovoltaici monocristallini ed il triplo dei pannelli fotovoltaici policristallini.
http://tesi.cab.unipd.it/37661/1/Modell ... ineare.pdf
Allegati
rendimento - efficienza Stirling commerciale.jpg
rendimento - efficienza Stirling commerciale.jpg (41.34 KiB) Visto 24286 volte

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Re: motore Stirling e motore Termoacustico

Messaggio da elettrauto » 1 ott 2012, 17:41

Allego anche un interessante file per il generatore o alternatore o dinamo con spunti per l'autocostruzione, visto che i nuovi sono sempre complicatissimi da costruire, in questo modo ci si può fare l'idea della non impossibilità, guardando a quello che hanno costruito gli scopritori dei principi di funzionamento, ci si rende conto che più che macchine funzionanti erano degli accrocchi, con tutto il massimo rispetto per il lavoro che hanno fatto e che io cerco di usare, ma c'è anche scritto che le macchine di Faraday non erano adatte a produrre energia inquanto l'efficienza era bassissima per i motivi esposti, poi anche la trovata di Pacinotti non dura molto per i motori, infatti l'anello a strisciamento ha il suo tempo, ed oggi infatti i motori asincroni sono senza spazzole, grazie alla scoperta del campo magnetico rotante di Galileo Ferraris.
http://www.fisicamente.net/FISICA/TECNICA_ELETTRICA.pdf

Ringraziando per l'ispirazione anche gente di altri forum
http://energiaalternativa.forumcommunit ... t=30313276
(se il link non è corretto si può anche rimuovere ;) , era giusto perché leggere queste pagine è come leggere gli esperimenti che facevano altri che hanno scritto libri :D e magari potrebbero piacere anche a chi si "butta a pesce" su documenti analoghi nel forum offgrid2)
F...o B.....o ed K....z (quest'ultimo dal nome illeggibile a dire di maxlinux2000 :mrgreen: ) per un esperimento fatto sul generatore realizzato con un motore asincrono trifase dal peso "crocchiaschiena" (woot) :mrgreen: , rieccitando il ferro e facendogli recuperare il magnetismo residuo.
La faccenda la conoscevo teoricamente, ma l'esperimento concreto e dato nei dettagli non ha prezzo. Anche se l'aspetto dei grossi condensatori e del numero dei poli non lo rende del tutto comodo per le applicazioni con le energie rinnovabili che hanno frequenze di lavoro almeno 5 volte inferiori rispetto alla frequenza di rete con cui sono impiegati questi motori asincroni.

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Re: motore Stirling e motore Termoacustico

Messaggio da Ferrobattuto » 1 ott 2012, 20:27

Non è che facessero una specie di ghisa, era semplicemente che l'acciaio era meno omogEneo di adesso, più facile a cristallizzare e rompersi.
Non saprei cosa dirti per quel che riguarda il motore ad aria compressa. Non l'ho mai preso in considerazione...... E poi l'aria la devi prima comprimere in qualche modo, no? Comunque con l'aria compressa si accumula ben poca energia.... Lo dimostra il fatto che per quanto si esperimenti, di auto ad aria in giro non se ne vedono. In pratica non si riesce ad accumulare abbastanza autonomia, anche con estreme e pericolosissime pressioni.

Purtroppo usando un motore trifase accoppiato con dei condensatori, si ottiene un "generatore risonante", che funziona soltanto ad un numero di giri fisso. Per regimi di giri superiori o inferiori a quello di funzionamento la tensione di uscita si riduce drasticamente.
Quell'esperimento l'ho fatto anche io ;) ma avendo usato un motore grosso (2,4KVA....) non avevo condensatori abbastanza grandi da collegarci e la tensione rimaneva sempre ai minimi termini.
Il generatore risonante in pratica è un risuonatore meccanico, con gli avvolgimenti interni che risuonano al numero di giri ottimale. Per i motori trifasi a due poli sono 3000 G/min, per quelli a quattro poli sono 1500 G/min, e via discorrendo.
Con motori a vapore o di altro tipo, capaci di ruotare a regimi fissi, si potrebbe usare tranquillamente, basterebbe adattare il numero di giri del motore al numero dei poli dell'alternatore.
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Re: motore Stirling e motore Termoacustico

Messaggio da elettrauto » 1 ott 2012, 22:56

E poi l'aria la devi prima comprimere in qualche modo, no?

No Ferrobattuto, il motore Stirling è sì ad aria compressa, ma a pressioni massime di circa 60 bar (come puoi vedere nell'immagine sotto, estratta dal file che ho allegato prima),
pag.49 modello matematico motore Stirling.jpg
pag.49 modello matematico motore Stirling.jpg (24.44 KiB) Visto 24281 volte

invece quello ad aria compressa non funziona per scambio termico principalmente ma per spinta meccanica dovuta alla pressione di immagazzinamento dell'aria, di solito da 200 a 700 bar.

Lo stirling è una macchina di Carnot come quello a vapore (infatti nel grafico p-v come quello sopra in figura, hanno un ciclo analogo), mentre quallo ad aria compressa ha un principio di funzinamento diverso e quindi anche equazioni descrittive del ciclo del tutto diverso, lì si parla dell'aspetto termodinamico solo come di un effetto parassita, infatti nell'auto eolo ad aria compressa, il problema principale che non riuscivano a risolvere era il congelamento dei componenti dovuto all'assorbimento di calore quando usciva l'aria dalla bombola.


Con motori a vapore o di altro tipo, capaci di ruotare a regimi fissi, si potrebbe usare tranquillamente

Si, in effetti si potrebbe, regolando il numero di giri del motore primo in qualche modo, come nella macchina a vapore di James Watt, lui usava 2 sfere montate su due braccetti che all'aumentare della velocità aumentavano la loro distanza dal centro e quindi l'inerzia, ma qui la campana della risonanza forse è un po' critica, come dicevi...

Quell'esperimento l'ho fatto anche io ;)

Pare che tu abbia avuto lo stesso zelo di chi lo ha fatto prima di te (woot)

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Re: motore Stirling e motore Termoacustico

Messaggio da Dolomitico » 3 ott 2012, 9:14

All'epoca del titanic usavano una scoria chiamata loppa nei rivetti,che se dosata in maniera corretta lo rendeva più resistente,mentre sbagliando la proporzione li rendeva fragili.
Praticamente innescava dei punti di rottura nel metallo che in seguito a urti o stress da metallo li portavano a cedere.
Anche qui da me che c'erano parecchie miniere di ferro e rame una volta,si vede benissimo che la qualità dei metalli è un'abisso rispetto a oggi,è si ferro,ma sicuramente molto grezzo come fattura.
E' vero che il motore stirling sia nato per sopperire alla pericolosità del motore a vapore,ma anche lo stirling aveva gravi problemi con il metallo dell'epoca,le testate calde non resistevano e dopo un po si rompevano.
Al giorno d'oggi sicuramente i metalli sono migliori,ma devi lavorare con l'acciaio,è duro da lavorare.
Per l'aria compressa io l'ho scartata quando facevo le prove del mio motorino a vapore,ci sono un sacco di perdite,hai perdite quando la comprimi,un gas compresso si riscalda,mentre quando lo usi si espande,si raffredda e si contrae,quindi hai meno gas a disposizione,in quel momento ho capito perchè hanno usato il vapore.
E' un po come la benzina,ti porti dietro un minimo volume di liquido che una volta scaldato o incendiato genera grandi volumi di gas/spinta,questo è il tutto.
lo stirling è uguale,usa l'aria,l'aria è 700 volte meno densa dell'acqua,e quindi devi fare tutte le sue proporzioni.
Se ti servono pistoni piccoli ci sono sempre i compressori da frigo,sono in acciaio,hai gia cilindro,biella e albero,oppure devi fare tutto da zero,cè chi lo fa con le lattine,ma non serve a nulla.
Tu a che punto sei?

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