miércoles, 2 de enero de 2019

Motor Ecológico 2019

En primer lugar: ¡¡Feliz Año 2019!!
Un nuevo año y nuevas ideas, hay que entrenar continuamente para que el cerebro entre lo más tarde posible en el declive final.
Aquí presento un dibujo que representa lo que puede ser el motor definitivo, tanto para el automóvil, como para generar energía eléctrica en cualquier lugar del planeta a cualquier temperatura, a todas horas, y todos los días del año.
Descripción de los dibujos:
1-2 : Cilindros motores isotérmicos (generan el pozo frío a 90 Kº)
3-4 : Cilindros compresores ( recargan los cilindros motores para aumentar la presión)
A-1 -A-2 : Condensadores ( condensan el vapor de Nitrógeno )
B-1-B-2 :  Turbos ventiladores para agitar flujo motor y recircular a través del condensador)
C-1-C-2 : Vasos acumuladores Nitrógeno condensado
D1-D-2 : Bombas elevadoras de presión Nitrógeno líquido
 E- : Intercambiador de calor (energía térmica recirculante) ( Trabajo compresores)
 F-.: Acumulador de He4 a alta presión ( 182 atm)
G-: Intercambiador de calor  (energía externa )
Las incógnitas que pueden observarse en el dibujo hacen referencia a la posibilidad de intercalar en la corriente de He4 a alta presión microturbinas para poder evacuar el excedente de energía térmica que se genera en la parte baja del sistema (100-150 Kº) convirtiendo esta energía en trabajo, de esta forma no es necesario evacuarla, salir a temperatura externa requiere mucho trabajo.
Elevar la presión hasta las 184 atm, es con el objetivo de realizar expansión brusca a la entrada del cilindro motor, y hacerlo mediante boquilla de Laval, tratando de realizar más rápidamente el aumento de presión y lograr un enfriamiento adiabático si es posible. La verdad es que lo que puede pasar con ese flujo se escapa a mis conocimientos. Para aumentar la presión desde las 76 atm, hasta las 122 atm, que es la presión de trabajo según diseño principal, solo sería necesario introducir 300 moles de He4 que sumados a los 500 moles que están dentro de los cilindros 1-2 suman los 800 moles necesarios para alcanzar la presión inicial de 122 atm.
En todo caso si es necesaria la evacuación de energía térmica, se puede recurrir  a la instalación de otro sistema acoplado en serie, recibiendo este la energía térmica sobrante. No entraría a este motor, energía externa. Recibe la aportada por el motor principal que se convierte en trabajo en su cilindro motor, y evacuará la que le corresponde según número de moles, estableciendo de este modo la siguiente relación : Evacuando el 30 % de la energía "primaria" se reduce en el siguiente módulo en número de moles He4 , siendo así que: 0,7 x 800 =560 moles para el motor térmico y 210 moles para el compresor, de este modo se baja considerablemente la energía expulsada. Lo único que es necesario hacer en convertir energía térmica en trabajo y extraerla de este modo.
Más adelante seguiré con más detalles. Gracias

El funcionamiento del motor es muy sencillo, deberá llevar más elementos que los que se representan en el dibujo, pero trato de evitar complicar excesivamente el dibujo.
Empezando por el cilindro (1) que ha recibido 300 moles de He4 a una presión de 184 atm y eleva su presión desde  76 atm, hasta las 122 atm (se espera que la inyección de los 300 moles con su energía cinética al expansionarse dentro del cilindro, favorezca la dispersión molecular y ligera bajada de la temperatura final (90 Kº) ). Posteriormente y estando en marcha el turbo (B-1) los 800 moles contenidos en el cilindro se expansionan isotérmicamente y el trabajo realizado se utiliza para comprimir los 300 moles del cilindro (3) que son enviados al acumulador (F). Aquí es donde es necesario incorporar un elemento acumulador de fuerza, magnético o mecánico, para poder aprovechar convenientemente el empuje provocado por la expansión isotérmica, teniendo en cuenta que el efecto de la contrapresión es desfavorable ( La presión de empuje disminuye el (1) y aumenta en (3), aunque el trabajo realizado es del mismo valor.
Durante la expansión isotérmica se han condensado en ( A-1) 1,68 Kg de Nitrógeno a una presión de 5 atm. Se realizan 300 ciclos/hora y cada uno de los dos cilindros motores condensan 504 Kg/h.
El Nitrógeno condensado es bombeado a presión de 200 atm cuando se dispone de energía de los alrededores por encima de los 250 Kº y presión de 120 atm cuando la temperatura externa esté por debajo de los 200 Kº ( Antártida, y algunos lugares de Siberia). Lógicamente la potencia obtenida en la turbina motora de salida será proporcional a la temperatura de trabajo.
Como se observa en el dibujo el Nitrógeno condensado pasa por un intercambiador de calor a contracorriente donde recibe energía térmica cedida por los 300 moles de He4 comprimidos en los cilindros (3-4). La máquina criogénica estará completamente aislada del exterior, solo el intercambiador de calor (G) y la turbina motora estarán fuera del conjunto criogénico, aunque es necesario aislar estos componentes para evitar entradas de energía térmica por caminos que no sea el intercambiador de calor (G)
Llegados a este punto queda algo muy importante por aclarar. Es posible que la energía térmica de la compresión en los cilindros (3-4) que se cede al Nitrógeno líquido en el intercambiador (E) sea excesiva para cederla entre las temperaturas 100-150 Kº, y entonces será preciso contar con cilindro de apoyo, igual que los que se ven en los dibujos, y será este cilindro el que reciba la energía térmica de compresión en lugar de condensar Nitrógeno. El cilindro motor trabajará con 400 moles He4 para expansión isotérmica y 150 moles de He4 para la compresión y entrega térmica al Nitrógeno líquido.
De este modo queda solucionado el problema.Y aquí tenemos el motor del futuro, no solo para vehículos, sino también, para cualquier otra función donde se requiera Fuerza y Trabajo.