Central Térmica Antártica 

 Cuestionando las centrales nucleares: Una central nuclear tiene un potencial energético muy elevado, y la cantidad de energía contenida en su combustible es enorme, y además concentrado en un volumen relativamente pequeño. Un kilogramo de uranio puede producir 80 x10^12 julios. Enfriando 10ºC el agua contenida en 56000 Hectómetros cúbicos (capacidad dé almacenamiento de los pantanos en España) pueden entregar 2,34 x 10^15 kJ en una unidad de tiempo,  equivalente a la energía que pueden producir  1529411 Kg de Uranio 235. Y ahora la pregunta es: ¿Nos elevamos a temperaturas de millones de grados para entregar vapor de agua a una turbina, ó bajamos a la criogenia para buscar salto térmico y utilizar energía moderada entregada por nuestro reactor nuclear de fusión ; El Sol?  

Nota: Hay un error en la imagen; la distancia al Sol es de 1,5 x 10^8 Kilómetros.  

Despertando al Motor Wankel

 

Nuevo Modelo de Arrastre Compresor GT

 Las Turbinas de Gas tienen un rendimiento del 37-40%. El compresor de la turbina es arrastrado por la turbina motora para lo cual disponen de un eje común. Si es posible acoplar al eje común, una turbina que pueda utilizar la energía térmica que transporta el gas de escape, no cabe duda de que el rendimiento aumenta considerablemente. En todo caso se tendría que bajar consumo de gas o mantener consumo aumentando potencia. Bajar el consumo de gas afectaría a la temperatura de salida y además ,se tendrían que adaptar álabes de turbina a las condiciones del gas mas frio. Todo esto lo tienen muy claro los técnicos que trabajan con estas turbinas. Lo importante es conseguir que el trabajo de compresión no le afecte a la turbina motora. Solo con hacer un simple cálculo se ve claramente que los ciclos actuales, incluidos los de ciclo combinado, tienen un vertido energético al exterior muy elevado. Una turbina de 100 MW con un rendimiento del 40% necesita 250MWt para entregar los 100 MW de potencia, un ciclo combinado con el 52% de rendimiento necesita 192 MW. y de estos un 36% se expulsa al exterior. Un verdadero despilfarro, sino hay mas remedio habrá que admitirlo, pero creo que seria interesante  estudiar como bajar este derroche. Si se consigue un rendimiento del 74% en ciclo simple (sin turbinas de vapor) el ahorro en combustible es tremendo.

Nota: El rendimiento del 74% se debe entender como rendimiento de toda la maquinaria, incluido el ciclo criogénico. El rendimiento del combustible del 100% si recuperador de calor permite muy baja temperatura de escape. En el dibujo se observa que el fluido (N2) que parte del sistema criogénico, entra en el recuperador y se encuentra con los gases a alta temperatura, como es lógico la entrada fría estará lo mas próxima posible al escape de gases y estos puedan ser enfriados lo mas posible. Si sería posible llegar al 88% en el rendimiento del combustible. 

La solución al problema energético

  El sistema que aparece en el dibujo es solo lo que puede ser una solución definitiva al problema de la energía. Poder montar un grupo de máquinas capaces de convertir toda la energía térmica de baja entalpía (300-200ºK) que entre dentro del sistema en trabajo de eje, resuelve de forma definitiva la falta de energía de procedencia renovable. En el dibujo aparece solo un dispositivo (cilindro-pistón) con solo un volumen útil de 1m3 desarrollando un trabajo-enfriamiento de 4140 kJ. Lógicamente una sola máquina de esas características no resolvería el problema, se requieren máquinas más voluminosas y que realicen el trabajo cilindro-pistón mediante pistón líquido, ya que de otro modo no se podría ir a super pistones de 20m de diámetro y mas si es necesario y posible. No se trata de generar trabajo útil para extraer en la zona de baja temperatura (100ºK) sino de crear un "pozo frío" donde depositar la carga térmica que se descarga de la maquina motriz principal . El deficit de trabajo que ha de introducirse del exterior se pierde en la difusión y el resto transformado en trabajo para accionar la bomba se considera como una recirculación o mutación: energía térmica-trabajo en la expansión isotérmica. Si como mandan las leyes de La Termodinámica esa energía tiene que aparecer en alguna parte , sería posible bombear a columna provista en su extremo de un diafragma y difuminar a atmósfera el trabajo bomba como energía mecánica. Resumiendo, ante tan enorme  cantidad de energía eléctrica que es posible generar no cabe la menor duda de que es necesario un estudio riguroso de ingeniería, lo que también es cierto es que el estudio de este sistema sería mas barato que el ITER y no tendríamos que molestar al Señor Watt, Todo el rollo de La confinación magnética , temperaturas de millones de grados y muchas mas cosas , para al final ir a La máquina de vapor.......pues no se que pensar, de todos modos mi mas absoluto respeto por los técnicos que trabajan en esas instalaciones que seguro son lo mejor que tenemos en el planeta, y que estarán ilusionados con los avances que puedan tener. Ya me guastaría tener yo una "pizca" de sus conocimientos científicos. 

Ópera de las energías renovables

Sistema como tantos otros insertados en este blog que pretende demostrar que las energías renovables, tal como se tratan en estos tiempos, parecen más una obra teatral que un estudio científico-técnico. Hay suficientes fuentes de energía renovable, y para convertirlas en trabajo útil no son necesarios demasiados instrumentos. El esquema de la figura muestra un sistema capaz de crear un desnivel energético, lo que suele entender por pozo frío, y las diversas fuentes energéticas que acumulan calor en su masa; aire y agua ,principalmente que es la más abundante, aunque el sistema en cuestión es capaz de funcionar en Marte, solo tiene que bajar a otro nivel térmico. 

Funcionamiento: Tenemos 2 cilindros de 2m3 y un tercero (3) de 1m3 de capacidad. En principio el cilindro (1) está en disposición de realizar expansión isotérmica del gas Hidrógeno que se encuentra en la parte superior ocupando 1m3 de capacidad. La bomba se pone en marcha y el Nitrógeno ´liquido pasa al cilindro (3) desplazando el gas Hidrógeno hacia el cilindro (2) a través de válvula difusora. Energía interna y temperatura (100ºK) se mantienen constantes, se aumenta al doble el número de moles ( 7222x2=14444 mol) aumentando la presión de 30 bar a 60 bar. Este es el procedimiento para volver a presión de inicio sin comprimir variando volumen y aumentado por ello temperatura (energía que habría que expulsar). El siguiente paso es expulsar el 50% de la masa (7222mol a 60 bar) y enviarlo al cilindro (3) no se realiza trabajo, las presiones en aspiración e impulsión bomba son iguales (60bar).Solo se realiza trabajo cuando se lleva acabo la depresión como se ha hecho al principio en el cilindro (1) ( W= 5880 kJ) para obtener este trabajo se suma al obtenido en la expansión ( 4140kJ) + 1740 kJ que se han perdido en la difusión. El sistema es deficitario en trabajo , por ello se busca el "salto térmico". Lo demás se deduce: Si realizamos un trabajo en el compresor equivalente a 100 kW, el expansor unido a este por intercambiador de calor a contracorriente nos ofrecería a 300ºK : 100x3=300kW. pero al entrar en escena la 2º Ley de la Termodinámica tendremos que conformarnos con algo menos Resumen: Los dos cilindros realizando 360 ciclos hora producen un enfriamiento isotérmico de 2980800 kJ. Si se logra realizar un trabajo isotérmico del compresor de esta magnitud, la respuesta de la máquina de superficie ( expansor ó turbina adiabática) sería en el mejor de los casos de : 2980800 x3= =8942400/3600=2480 kW. ¿Se imaginan cilindros de 20m de diámetro y 20m de carrera con pistón hidráulico ?

 Motor Criogénico Magnético

El ciclo de la derecha es solo demostración de la capacidad del sistema para generar trabajo partiendo del embrión criogénico. Toda la energía térmica entre los 30ºK y 300ºK es apta para poder disponer máquinas o motores térmicos  y obtener trabajo de eje. En el dibujo se observa que yo trato de utilizar el calentamiento (50-80ºK) para disponer un compresor y el calor correspondent extraído de su trabajo se entrega para calentar el fluido H2 que que sale del criostato . El motor Criogénico no cabe duda de que sería posible montarlo en un nivel mas alto de temperatura y todo mas fácil, pero la capacidad de realizar trabajo sería menor. La disposición de los cubos de metal Gadolinio así como la placa de imanes permanentes requiere un mejor estudio, pero no me canso de repetir que este Blog no es una  academia ni yo soy un académico. 

Máquina Trodoglita de Pistones