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Una seria valutazione della capacità termica dei materiali

 

  Ing. Pavanelli, mi fa piacere che l'idea della turbina le piaccia, sul prezzo mi dispiace sono a digiuno ma non dovrebbe costare molto, tenga presente che quando si rompe un motore d'auto generalmente non è mai la turbina a partire ma generalmente il basamento o la testata, ragion per cui la turbina è ancora utilizzabile sarà gioco forza spuntare un buon prezzo.
Sull'efficacia dell'utilizzo del ferro ho letto sulla rete varie fonti diverse per il calore specifico e per il peso specifico dei materiali e ne ho ricavato un tabella in formato excel che le allego.
Le invio inoltre questo indirizzo mail
www.hi-z.com
La società produce schede con termocoppie che sfruttando l'effetto Seebeck producono 20w elettrici e necessitano di un apporto di calore pari a 200 - 250 C°, con un salto termico tra temperatura del fluido in entrata e temperatura in uscita, se ho capto bene, estremamente ridotto. Considerando di poter utilizzare circa 25 schede da 20w/h (dal costo di circa 3850$ circa 3200€), di poter ottenere un accumulatore termico che duri 24 ore si potrebbero ottenere 12Kw totali giornalieri, più che sufficienti a soddisfare le utenze casalinghe, comprese quelle riconvertite all'energia elettrica.
Inoltre se mi può chiarire meglio alcuni concetti su concentrazione e apporto calorico.
Se ho capito bene una cosa è il rapporto di concentrazione delle superfici paraboloidi che permettono di ottenere un innalzamento della temperatura a parità di superficie riflettente, altro è la superficie totale captante che comunque determina la quantità di radiazione captata. In parole povere l'optimum sarebbe poter avere la massima superficie captante possibile e il più elevato rapporto di concentrazione possibile, maggiore energia in Kw termici sulla superficie captante, concentrati con il più alto rapporto per poter ottenere la temperatura più alta possibile. E' così?
Saluti Marcello Vespa

 

 

tipo

calore specifico in Kcal/Kg °C

peso specifico in Kg/Mc

quantità di calore accumulato in Kcal/Mc/C°

salto termico

calore accumulato in Kcal al Mc per salto termico di 200 C°

ragguaglio a 330 lt

conversione in Kwe totali con rendimento di conversoine meccanica pari al 14% ed efficienza alternatore pari al 90%

Rame fuso 1083°

0,156

8515

1328,34

200

265.668,00

88.556,00

9,60

Ferro da 0° a 1100°

0,164

7850

1287,4

200

257.480,00

85.826,67

9,30

Metallo Monel

0,127

8600

1092,2

200

218.440,00

72.813,33

7,89

Ferro da 0° a 500°

0,134

7850

1051,9

200

210.380,00

70.126,67

7,60

Alluminio fuso

0,391

2600

1016,6

200

203.320,00

67.773,33

7,34

acqua distillata

1

1000

1000

200

200.000,00

66.666,67

7,22

Nichel

0,108

8800

950,4

200

190.080,00

63.360,00

6,87

Acciaio

0,12

7800

936

200

187.200,00

62.400,00

6,76

Ferro da 0° a 100°

0,118

7850

926,3

200

185.260,00

61.753,33

6,69

Ghisa

0,13

7000

910

200

182.000,00

60.666,67

6,57

Acido nitrico

0,65

1325

861,25

200

172.250,00

57.416,67

6,22

Zinco fuso 419°

0,121

7100

859,1

200

171.820,00

57.273,33

6,21

Argentana

0,095

8750

831,25

200

166.250,00

55.416,67

6,00

Rame da 18° a 300°

0,096

8515

817,44

200

163.488,00

54.496,00

5,91

Rame da 18° a 100°

0,093

8515

791,895

200

158.379,00

52.793,00

5,72

Argento fuso 961°

0,075

10490

786,75

200

157.350,00

52.450,00

5,68

Bronzo e ottone (in media)

0,09

8600

774

200

154.800,00

51.600,00

5,59

Terriccio fertile

0,44

1600

704

200

140.800,00

46.933,33

5,09

Platino da 0° a 100°

0,032

21400

684,8

200

136.960,00

45.653,33

4,95

Zinco

0,094

7100

667,4

200

133.480,00

44.493,33

4,82

Alluminio da 18° a 500°

0,237

2700

639,9

200

127.980,00

42.660,00

4,62

Vetro (in media)

0,2

3150

630

200

126.000,00

42.000,00

4,55

Argento da 18° a 500°

0,06

10490

629,4

200

125.880,00

41.960,00

4,55

Porcellana da 15° a 1000°

0,256

2350

601,6

200

120.320,00

40.106,67

4,35

Alluminio da 18° a 100°

0,217

2750

596,75

200

119.350,00

39.783,33

4,31

oro

0,031

19250

596,75

200

119.350,00

39.783,33

4,31

Argento da 18° a 100°

0,056

10490

587,44

200

117.488,00

39.162,67

4,24

Acido acetico

0,51

1055

538,05

200

107.610,00

35.870,00

3,89

Mattoni

0,19

2685

510,15

200

102.030,00

34.010,00

3,69

Calcestruzzo di pietrisco

0,21

2300

483

200

96.600,00

32.200,00

3,49

Amianto

0,195

2450

477,75

200

95.550,00

31.850,00

3,45

Gesso commerciale, stucco

0,2

2300

460

200

92.000,00

30.666,67

3,32

Mercurio

0,033

13600

448,8

200

89.760,00

29.920,00

3,24

Stagno fuso a 232°

0,061

7280

444,08

200

88.816,00

29.605,33

3,21

Arenaria (pietra)

0,19

2300

437

200

87.400,00

29.133,33

3,16

Grafite

0,2

2100

420

200

84.000,00

28.000,00

3,03

Pietra (in media)

0,21

2000

420

200

84.000,00

28.000,00

3,03

Stagno

0,057

7280

414,96

200

82.992,00

27.664,00

3,00

Ebanite

0,34

1185

402,9

200

80.580,00

26.860,00

2,91

Piombo fuso 327°

0,034

11340

385,56

200

77.112,00

25.704,00

2,79

Terra (in media)

0,19

2000

380

200

76.000,00

25.333,33

2,75

Sabbia quarzosa

0,2

1800

360

200

72.000,00

24.000,00

2,60

Piombo

0,031

11340

351,54

200

70.308,00

23.436,00

2,54

Tufo (pietra)

0,33

950

313,5

200

62.700,00

20.900,00

2,26

Carta di cellulosa

0,32

925

296

200

59.200,00

19.733,33

2,14

Asfalto - bitume

0,223

1300

289,9

200

57.980,00

19.326,67

2,09

Carbone fossile

0,31

800

248

200

49.600,00

16.533,33

1,79

Cemento Portland

0,177

1400

247,8

200

49.560,00

16.520,00

1,79

Legno abete

0,65

330

214,5

200

42.900,00

14.300,00

1,55

Cenere (in media)

0,2

900

180

200

36.000,00

12.000,00

1,30

Calce viva da 18° 534°

0,22

500

110

200

22.000,00

7.333,33

0,79

Calce viva da 18° a 100°

0,19

500

95

200

19.000,00

6.333,33

0,69

Carbone di legna; coke

0,2

200

40

200

8.000,00

2.666,67

0,29

Acetone

0,52

0

200

-

-

-

Antimonio

0,05

0

200

-

-

-

Bismuto

0,03

0

200

-

-

-

Caolino

0,224

0

200

-

-

-

Costantana

0,098

0

200

-

-

-

Cotone e lana veg. (kapoc)

0,32

0

200

-

-

-

Farina fossile (kieselgur)

0,212

0

200

-

-

-

Ghiaccio a 0° (_)

0,505

0

200

-

-

-

Ghiaccio da – 40° a 0°

0,46

0

200

-

-

-

Lana

0,41

0

200

-

-

-

Lega di Wood

0,04

0

200

-

-

-

Legno rovere (secc. mercant.)

0,57

0

200

-

-

-

Magnesio

0,25

0

200

-

-

-

Manganina

0,097

0

200

-

-

-

Scorie

0,18

0

200

-

-

-

Seta

0,32

0

200

-

-

-

Sughero

0,49

0

0

200

-

-

-

Con riferimento ai dati espressi alla pagina relativa al serbatoio termico  Marcello Vespa ha elaborato la capacità termica dei vari materiali che potrebbero essere utilizzati a fronte di un salto termico di 200 °C (ad es. da 400°C a 200°C) per generare energia elettrica ottenendo anche energia termica; in particolare la capacità termica di 330 litri di ferro (ipotizzando di occupare tutto il volume disponibile del serbatoio termico) risulta di 70.126 Kcalorie (corrispondenti ad 8,6 litri di gasolio), cioè più del doppio dela capacità termica media di 330 litri di pietre (pari a 28.000 Kcalorie per lo stesso salto termico, corrispondenti a 3,45 litri di gasolio)

Tali dati vanno moltiplicati però per il coefficiente di riempimento di tale serbatoio, che sarà inferiore al 100% (ad es. pari a 0,6, cioè al 60%).

 

 Sicuramente un opportuno utilizzo sia delle pietre sia del ferro (in forma ad es. di alette scambiatrici di calore collegate al circuito di riscaldamento del vapore) porta ad un aumento della capacità termica del serbatoio e ad un miglioramento dello scambio termico tra il materiale di accumulo utilizzato ed il vapore riscaldato.

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