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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