sábado, 10 de noviembre de 2018

SUPERANDO AL "TOKAMAK"
 (Modestia Aparte)
Pasado un tiempo sin ánimo de integrarme al blog, vuelvo de nuevo a escarbar en  las incógnitas, y andar por caminos sin huellas. Nada viene detrás, nada va delante, así es como mejor se camina.
Creo que debo de explicar un poco de lo más elemental del funcionamiento del sistema cuyo dibujo se expone en esta entrada:
El cilindro-pistón (1) contiene 1600 moles de Argón ( 64 Kg). Estando el pistón en la posición de volumen mínimo ( 1 m3 útil de gas) (sin tener en cuenta el espacio del intercambiador de calor ni el  de la hélice que genera circulación forzada a través del intercambiador de calor), la presión es de 40 atm y temperatura de 300 K. Desde esta posición el pistón se desplaza realizando la expansión del gas hasta una presión de 25 atm. y recorre un espacio de 0,6 mtr. El trabajo de contrapresión se entrega a un sistema de rebote que acumule este trabajo para devolverlo al pistón en su regreso a la posición inicial.
Para que el pistón vuelva a su posición inicial sin tener que comprimir todo el gas presente en el cilindro, 600 moles del mismo son expulsados a la presión mínima (25 atm) y enviados a un sistema criogénico para ser condensados y de este modo poder bombear un líquido en lugar de comprimir un gas. El trabajo es mucho menor, se bombea hasta la presión máxima de trabajo (40 atm) se pasa a vapor y mediante intercambiador a contracorriente es conducido hasta el cilindro (1) que esta a la presión mínima ( 25 atm- 1000 moles). Ahora se inyectan los 600 moles que han pasado por el sistema criogénico y elevamos la presión hasta 40 atm. y reanudar el ciclo.
Existe el inconveniente de que en el sistema criogénico hay que aplicarle  trabajo al compresor de Metano y este trabajo aparecerá en forma de calor en la vaporización del Argón. Es una carga térmica indeseable ya que estamos a una temperatura de 145 K y para enviarla a los alrededores se necesitará mucho trabajo. Para evitarlo esta el cilindro-pistón (2) que convertirá esta energía en trabajo condensando 200 moles de Argón. ( 8 Kg) . Todo lo descrito se refiere a un solo ciclo de 10 sg
de duración, por lo tanto se realizan 360 ciclos /hora

sábado, 21 de abril de 2018

Generador de flujo axial y automóvil eléctrico

Creo que sería interesante disponer de un generador eléctrico para instalar en vehículos y mantener  constantemente cargado el acumulador o batería.
El dispositivo que se muestra en el dibujo es el clásico para este blog, con el sistema de cilindros y pistones ya tantas veces mostrado y que últimamente, estoy tratando de demostrarme a mi mismo, que no estoy equivocado en cuanto al trabajo útil que puede desarrollar el artilugio, con el ejemplo del empuje hidrostático de mi anterior entrada: ¡¡EUREKA!!.
Entrando solo en la parte del sistema eléctrico e hidráulico veremos que se trata de montar un generador eléctrico de flujo axial, que por ocupar poco espacio y no necesitar muchas revoluciones, sería idóneo para instalar en un vehículo.
El motor compuesto por los dos cilindros  puede funcionar con energía a bajas temperaturas, y por lo tanto nunca le faltará energía en este planeta, tienen el inconveniente de su lentitud, es necesario llevar a cabo las expansiones, compresiones e intercambio de energía, de forma lenta, para evitar en la medida de lo posible las irreversibilidades.
Los pistones del cilindro motor (A-1, B-1) cuando finalizan su carrera, quedan frenados para que se realice la carga del gas que introducirán los cilindros, ( A-2, B-2) al cilindro correspondiente, el otro  abrá finalizado su expansión e iniciará el camino de retroceso expulsando a presión constante una parte del gas contenido en el cilindro, y así permitir el retroceso sin elevar la presión, por otra parte si esto no ocurriera de este modo, habría que realizar un trabajo igual al obtenido en la expansión, y entonces todo esto no tendría sentido.
Se estima un tiempo de parada máquina de unos 10 segundos. El generador ha sido desembragado siguiendo embalamiento hasta que las fuerzas de inducción lo frenen. Tiene que detenerse por completo e iniciar el giro en sentido contrario cuando el motor quede liberado del freno. Realizará 240 giros/hora en un sentido y 240 giros/hora en el otro.
La potencia de la máquina dependerá del volumen de los cilindros y de la cantidad de moles del fluido de trabajo.
Se estima que un 60% del trabajo obtenido ha de emplearse en los equipos auxiliares y en la compresión del gas liberado al retroceder los pistones. En números redondos para obtener 25 kWh de energía útil, se necesitarán 30 kWh por cilindro motor.
También es necesario comentar que será necesario utilizar acumulador o batería, pero no se necesita mucha potencia, solo lo necesario y un poco más para disponer de energía eléctrica en los tiempos muertos (10 segundos), arranque de máquina, y componentes eléctricos. Por supuesto el vehículo llevara montado un motor eléctrico, no sería posible realizar variaciones más o menos bruscas de velocidad en acople directo con los motores térmicos.
Me he olvidado comentar que el motor de la bomba de aceite en el sistema hidráulico llevaría motor de corriente continua para regular potencia, o en alterna con variador de frecuencia. Es preciso ajustar la presión del aceite a las necesidades de empuje en el actuador y realizar la operación con el mínimo trabajo posible.

jueves, 5 de abril de 2018

Arquímedes y ¡¡EUREKA!!

En todas mis entradas donde dibujo el motor isotérmico, compuesto por cilindro, pistón, intercambiador de calor y ventilador para circulación forzada, permitiendo este último un intercambio de calor más rápido y homogéneo, quizás  haga falta explicar un poco mejor como funciona la máquina. 
En el motor térmico donde se requiere elevar la presión para que el gas contenido en la máquina pueda realizar trabajo, en lugar de comprimirlo reduciendo volumen, se introduce masa o moles del mismo gas  permaneciendo el volumen constante. Lógicamente hay que aportar trabajo para introducirlo a medida que aumenta la presión. Y aquí está la cuestión: ¿El trabajo para introducir el gas, es mas elevado que el obtenido en la expansión de todo el gas contenido en el cilindro?
La respuesta la tiene Arquímedes y parece que según sus investigaciones, el trabajo para introducir una determinada cantidad de masa en el cilindro, es bastante menor que el que se obtiene en la expansión isotérmica. Si esto es así, sería posible trabajar a cualquier temperatura, ya que el sistema lo realiza isotérmicamente. Si no hay pozo frío donde ya tocaríamos fondo a temperatura ambiente , sería posible realizar la operación a temperaturas criogénicas, y operar con gases que se condensan a estas temperaturas: CO2, Metano, Propano, Etileno, Nitrógeno,etc.



miércoles, 28 de marzo de 2018

Desalar agua marina a coste cero metro cúbico

Desalar agua marina a coste cero en energía, y a la vez, generar energía eléctrica sin emplear máquinas de combustión, ni esos generadores eólicos sembrados por los mares que no permiten conciliar el sueño de sus habitantes, si es que duermen, y si no duermen, estarán estresados las 24 horas del día. Somos el bicho más malo del planeta.
La máquina expuesta en el dibujo puede utilizar energía térmica a temperaturas criogénicas. Bajará la potencia de la máquina para un mismo volumen y número de moles,pero por otra parte permite la entrada de energía térmica procedente de la condensación de vapores criogénicos, incluso de la condensación del aire o Nitrógeno. Esto permite aislar la máquina de Ósmosis Inversa de la turbina de vapor, que sería la que generaría la energía eléctrica. De este modo toda la potencia obtenida en la turbina hidráulica, que utiliza la salmuera de rechazo como fluido de trabajo, se destinaría a  potenciar el conjunto de la máquina como bomba hidráulica.
Resumiendo: Una planta de Ósmosis Inversa se puede convertir en una central eléctrica para verter a la red.Si se tiene en cuenta el número de plantas de ósmosis que hay en funcionamiento en nuestro país, nos podemos hacer una idea del enorme potencial del que podemos disponer.


domingo, 18 de marzo de 2018

Mantener con vida los motores de combustión interna

Estudiado este último tema de los motores de combustión, por técnicos especializados en neumática (cilindros de impacto), se llega a la terrible conclusión de que sería un problema mantener los diversos accesorios que componen el mecanismo en perfectas condiciones de funcionamiento durante un amplio periodo de tiempo. La velocidad de percusión estaría al límite para los componentes, y por lo tanto las averías serian frecuentes. Queda descartado el sistema. Lamento haber creado falsas expectativas, pero no hay que olvidar que esto es un blog donde solo se exponen ideas, y si alguno@a  persona de los que ven este blog tiene alguna sugerencia que aportar, será bien recibida siempre, aunque sea para ponerme colorado.
Muchas gracias

lunes, 5 de marzo de 2018

Transformar un motor de combustión interna en hidráulico

Todas mis entradas giran en un mismo sentido: Convertir energía térmica de baja entalpía en trabajo.
El motor que realiza esta misión concreta, ha de acoplarse a otro motor, para que pueda desarrollar el trabajo conseguido, a velocidades adecuadas para la mayoría de las necesidades industriales.
En este caso concreto un motor de combustión interna es adaptado para cumplir esta misión.
Como se puede observar en la figura se han alargado las camisas del bloque para que entrando en la culata ( camisas partidas, ensambladas en la culata y ajustadas en las que lleva el bloque), cumplan el objetivo de elevar la presión y temperatura final de trabajo sin aporte de energía química. Para este fin, los actuadores hidráulicos ( pueden ser neumáticos montando compresor en el motor principal en lugar de bomba hidráulica de pistón) desplazan los pistones montados en la culata comprimiendo el aire reduciendo el volumen hasta un valor determinado. Desde esta posición el aire comprimido puede expansionarse y realizar su trabajo. Se convierte de este modo en un motor de dos tiempos, cada pistón realizara su trabajo en una vuelta de cigueñal.
No creo que sea necesario explicar que el verdadero motor será el que transmite la presión hidráulica.
La energía térmica puede estar a cualquier temperatura, pero naturalmente, cuanto más elevada, menos masa y volumen de máquina necesitaremos para una misma potencia.
En un automóvil habrá que adaptarse a la temperatura ambiente. En una vivienda con caldera de biomasa, pueden conseguir calefacción y energía eléctrica ( el motor principal expulsa el 50-60% de la energía aportada). Una Bomba de Calor con un COP de 4 puede regalar 2 KWh (eléctricos) para lo que sea necesario.
Me sorprende el pensar que si esta máquina la ponemos a funcionar con la energía térmica que desprende el condensador de las centrales térmicas, sobrarían más de la mitad de estas centrales.
Incluso se pueden eliminar las calderas y turbinas de vapor en los Ciclos Combinados. Solo hay que efectuar compresión isotérmica del aire  (Turbina ciclo Brayton) y utilizar la energía térmica para alimentar la expansión  isotérmica del motor principal. De este modo; ciclo cerrado.

martes, 13 de febrero de 2018

Linear generator for the refrigeration industry

Me parece que va siendo hora de dejar las zonas criogénicas y salir a "flote" buscando temperaturas mas normales. Tengo un trabajo hecho sobre otro tipo de generador lineal y ya que está realizado lo mostraré aquí, y dejar bien claro que es posible generar energía eléctrica utilizando energía térmica a cualquier temperatura.
El nuevo modelo se trata de otro generador lineal que puede recibir energía térmica para realizar su trabajo a la temperatura mas baja del planeta. No es ningún misterio. Hay entradas antiguas en este blog donde pretendía demostrar que la energía no es necesario que realice "salto" térmico para obtener trabajo. No es necesario el pozo frío. Solo hay que desplazarse isotérmicamente, de tal modo, que al avanzar de un ciclo a otro, masa y energía van decreciendo, siempre que avancemos en una determinada dirección, así por ejemplo, si un ciclo convierte el 30% de la energía que entra en trabajo, y expulsa isotérmicamente el 70% de la energía, pasándola  a través de 10 ciclos, el resultado sería para una entrada de 100 unidades de energía por el primer ciclo: (0,7)*10= 0,028 x 70= 1,36 unidades de energía expulsadas. Si vamos en la dirección opuesta : 1/ 0,7= (1,42.)*10 = 33,33 x 100=3333 unidades de energía que entrarán al sistema por el décimo ciclo y se expulsan 70 por el primero. Y esto se puede realizar a cualquier temperatura. Si estamos a 40 K y la máquina tiene el mismo rendimiento, recircularán 1,36 unidades de energía y solo entrarán: 98,84 unidades de energía por el primer ciclo. 
Ahora hace falta comprender el funcionamiento de la máquina encargada de este trabajo. El factor principal es que el primer ciclo tenga siempre  resultado positivo. Si en el peor de los casos fuera de 0,9 y se disponen de 10 ciclos, el resultado es de: (09)*10= 0,34 x 90= 31,81 unidades de energía expulsadas. Iríamos hasta el infinito, aunque sería imposible ya que llegaríamos a un ciclo donde no tendríamos masa para continuar, ni posibilidad de crear una máquina microscópica, ya que volumen, masa, y energía,decrecen conjuntamente.

1- Cilindro motor
2- Cilindro compresor
3- Bomba de pistón
4--5 -Válvulas de retención
6-Válvula reguladora de caudal recirculante (Nitrógeno líquido)
7- Medidor y controlador caudal de recirculación
8- Evaporador Nitrógeno recirculado
9- Colector gas-vapor Nitrógeno descarga generador lineal y vapor recirculación
10- Condensador principal ( Convierte energía de la condensación íntegramente en trabajo)
11- Válvulas descarga generador (Control eléctrico)
12- Válvulas estranguladoras ( Difusión Nitrógeno líquido)
13-Discos huecos donde se alojan varios tubos de 1/4" comunicando ambas partes de la cámara donde se genera la gasificación súbita del Nitrógeno líquido mediante aporte energía exterior.

El cilindro motor (1) realiza trabajo mediante expansión isotérmica (He4) (1600 mol (x) 240 ciclos/h). La expansión y el flujo acelerado dentro del cilindro ( circulación forzada para favorecer intercambio de calor), permiten un eficaz y rápido intercambio. El trabajo obtenido se invierte en la compresión del flujo contenido en cilindro (2) (600 mol He4 (x) 240 ciclos/h)). El calor generado debe ser expulsado a través de la recirculación generando vapor en (8), de este modo el trabajo de compresión será mínimo, (Se recirculan 324 Kg/h Nitrógeno líquido de un total de 804 Kg/h ). El He4 comprimido y encerrado en el acumulador es descargado hacia el cilindro motor cuando el pistón de este se encuentra en su posición de punto muerto inferior (en este caso volumen mínimo). La presión aumenta desde los 62,32 bar hasta los 99,72 bar, desde esta situación el He4 es expansionado isotérmicamente. El pistón volverá al inicio de su carrera a presión constante (62,32 bar) el "motor force for rebound" entrega su energía acumulada. Abren válvulas 4-5 recibiendo carga el cilindro (2)
Se dispone de 480 Kg/h de Nitrógeno líquido. Creo que no es necesario comentar que este "combustible" se puede utilizar para obtener trabajo de eje mediante energía térmica a temperaturas, tanto criogénicas  como "normales", incluso producir NH3 sin necesidad de combustibles fósiles ( Generar hidrógeno mediante electrólisis). Pero lo mejor y más loable sería poder producir agua potable , disponer de energía inagotable y gratuita, para que extensas tierras de África, hoy pobres y deprimidas, puedan ser labradas y produzcan  alimentos a gran escala, para su población, y para surtir al resto del mundo. En resumen: La Energía de Colores.

  

martes, 23 de enero de 2018

Sauna for aliens in Pluton

En esta entrada he dejado atrás muchas incógnitas, tal vez yo sea una de ellas. Tengo la sensación de estar loco o algo parecido y lo que mas me preocupa es el estar convencido de que lo que me rodea puede superarme, de este modo no me siento solo.
En cuanto al tema de la entrada lo mas importante de la misma es observar que cualquier temperatura y su energía correspondiente puede ser utilizada para convertirla en trabajo. Si es como yo pienso, todos los sistemas actuales para obtener trabajo quedarían obsoletos. Amén

lunes, 15 de enero de 2018

Motor Wankel sin combustión

Quiero que el Motor Wankel vuelva a renacer. Es un motor que se presta a poder lograr una máquina capaz de funcionar con la energía térmica que nos rodea. Incluso resulta más favorable una temperatura atmosférica muy baja, siempre que exista un foco térmico apropiado, como el agua de un río o el mar. para alimentar térmicamente al motor.
Aquí os dejo una nueva idea. Aunque no veo mucho interés por este blog, agradezco muchísimo a los pocos que lo visitan, y trato de seguir adelante con éstas "fantasías".
El nuevo dibujo representa un Motor Wankel que funciona con energía térmica de baja entalpía. Con un rendimiento muy bajo, como es lógico, pero "consumiendo" una energía gratuita e inagotable. Como podéis observar  recircula la mayor parte de la carga térmica y solo ha de penetrar la que se convierte en trabajo mas las perdidas. No es un sistema cerrado que pretende convertir toda la energía que entra en trabajo. Es un sistema abierto que recircula la energía que no necesita verter a los alrededores. Es por esto que si la máquina estuviese funcionando en un clima frío, aumentaría su rendimiento. Incluso su puede llegar a trabajar sin Bomba de Calor ( 230 ºK ). pero debo repetir que se necesitaría un foco más cálido (260 ºK) congelando agua, por ejemplo,(80 Kcal/ Kg). Obtener agua potable (congelación) y energía eléctrica.
Las bases Antárticas situadas cerca del mar pueden tener calefacción y electricidad sin necesidad de consumir combustible fósil.
Creo que debo ofrecer más información, aunque me gustaría que los interesados en el tema me la pidieran, siempre se anima uno un poco más para seguir adelante.
El motor trabaja con una masa de 6000 kg/h de CO2 vapor, ligeramente recalentado y a una presión de 50 Kg/cm2 antes de su expansión. Su temperatura es de 28,5º C  y se expansiona hasta una presión de 31 Kg/cm2 y 265 ºK (-5ºC). El trabajo realizado sería idealmente de 20,9 KJ (x) 6000 Kg =125400 Kj. Lógicamente hay que aplicar el rendimiento correspondiente. El vapor CO2 llega a la cámara de "combustión" como vapor húmedo. Para lograr este propósito se desvían 1200 Kg de CO2 expansionados que son condensados e inyectados finamente micronizados para que al iniciar compresión, ésta se realice inicialmente en zona húmeda, y parte del trabajo se emplea en vaporizar las gotas de CO2 líquido, de este modo quedaremos en zona húmeda y se elevará la presión mediante energía térmica y a volumen constante.
El rotor se espera gire a 500 rpm. Se comprimen y expansionan 0,066 Kg de CO2 90000 veces en una hora y realizan un trabajo: 0,066 Kg (x) 20,9 Kj (x) 90000 (ciclos) / 3600= 34,49 KW/h.
Ahora hay que aplicar rendimientos de todo el sistema. Aunque solo se pueda obtener un 10% ya sería todo un éxito. ¿Que hacemos con el vehículo eléctrico?
Perdonar, se me va "la onda". El vapor de CO2 se calienta mediante agua caliente glicolada que se inyecta micronizada para  que se mezcle perfectamente con el vapor CO2 y ceda su calor sensible a este. Es por ello que han de elevarse las temperaturas del agua para que puedan transportar la energía térmica si elevar demasiado el caudal. Este agua haría de lubricante para el rotor. Solo se emplearía aceite en su interior para rodamientos, piñones y excéntrica. Todo el calor generado mecánicamente es utilizado por el Motor enfriando el aceite, y tanto el rotor, como la epitrocoide, pueden ser fabricados con materiales superligeros.

martes, 2 de enero de 2018

Sistema para calefacción Bases Antárticas

Sistema para calefacción Bases Antárticas
Breve descripción del funcionamiento: Cilindro (1): Finalizada expansión isotérmica. Temperatura: 300 ºK. Presión: 4,15 bar. Abren válvulas 7 y 9. Compresor en marcha. Se extraen 165 moles de Helio-4 y se comprimen adiabáticamente  hasta la presión de 6,89 bar y se introducen en el cilindro (2) que aumenta su presión (4,15- 6,89 bar). Se enfría a presión constante el gas contenido en (1) y se calienta a volumen constante el gas contenido en (2). Se utiliza para esta misión el cilindro y pistón que contiene Nitrógeno en su interior. Se considera el trabajo a realizar muy bajo ya que la expansión para enfriamiento, realiza el mismo trabajo sobre el pistón que el que debe realizarse para la compresión ( calentamiento a volumen constante del gas Helio-4 en ambos cilindros).
Se cierran válvulas y el gas contenido en (2) aumenta su presión al ser calentado hasta los 300 ºK (
(200 ºK- 300 ºK): (300/200= 1,5 x 6,89= 10,33 bar. Finalizado el calentamiento, el gas se expansiona isotérmicamente hasta la presión de 4,15 bar.
Abren válvulas 6 y 8 reanudándose el ciclo.
Se observa que la energía que entra al sistema es prácticamente igual a la que sale. Lo que demostraría que sería posible "bombear" energía térmica de los alrededores ( -80º C) para ser utilizada como calefacción. Debo señalar que el enfriamiento del gas Helio-4 recirculante (165 moles por cilindro) una vez extraído es parte esencial del sistema, por lo que las bajas temperaturas exteriores favorecen el resultado.
Es posible generar trabajo para acoplar generador eléctrico sacrificando parte de la energía de calefacción y montar varios módulos donde la energía que se expulsa sea vertida al siguiente módulo, de este modo masa y energía irán decreciendo. Solo entraría energía externa por el primer modulo.
Todo esto es para debatirlo. No es fácil para mi exponer con más detalle. Si alguna persona desea más información pueden ponerse en contacto a través de mi e-mail. Gracias.