Modalità di costruzione del motore a vapore da 3 kw

La temperatura massima di 230 °C del ciclo del vapore dei battelli Patria e Concordia consente di utilizzare, per il surriscaldamento del vapore dei semplici tubi di rame.

Il "manuale dell'ingegnere meccanico" ed. Hoepli per il rame elettrolitico ricotto riporta un carico di rottura di 216 Nw/mm² a 24 °C che scende a 186 Nw/mm² a 100 °C ed a 157 Nw/mm² a 205 °C

Estrapolando la resistenza del rame a 230 °C dovrebbe essere di 148 Nw/mm²  mentre a 260 °C dovrebbe essere di 139 Nw/mm²

La pressione massima in atmosfere alla quale un tubo può essere sottoposto prima della rottura è espresso dalla formula:

essendo σ la resistenza a rottura in Kg/mm², S è lo spessore della parete in mm e D è il diametro esterno del tubo in mm

Per un tubo di rame da 12 mm di diametro ed 1 mm di spessore la pressione massima risulta:

                                                        P = 200 x 1 x 14 / 12 = 233 atmosfere

Scegliendo un coefficiente di sicurezza = 5 si desume la possibilità di utilizzare con relativa sicurezza tale tubo di rame fino a 46 atmosfere alla temperatura massima di 260 °C

Anche per un tubo di rame da 16 mm di diametro ed 1mm di spessore la pressione massima risulta:

                                                        P = 200 x 1 x 14 / 16 = 175 atmosfere

Scegliendo un coefficiente di sicurezza = 5 si desume la possibilità di utilizzare con relativa sicurezza tale tubo di rame fino a 35 atmosfere alla temperatura massima di 260 °C

Una conferma della formula applicata sono i dati forniti per i tubi di rame dalla ditta OPPO   www.oppo.it

A temperatura ambiente la formula applicata per i tubi di rame da 16 mm di diametro fornisce una pressione massima pari a:

                                                        P = 200 x 1 x 22 / 16 = 275 atmosfere

mentre la ditta OPPO fornisce una pressione di scoppio di 26,1 MPascal equivalente a 266 atmosfere, valore molto simile a quello ricavato dalla formula precedente.

Di conseguenza tali tubi possono essere utilizzati con ancora maggiore sicurezza alla pressione di 10 o 12 atm.

Nonostante gli ampi margini di sicurezza, durante il funzionamento l'insieme del bollitore - caldaia - surriscaldatore e motore dovrà essere chiuso in un'opportuna carenatura in modo da evitare qualsiasi rischio per l'operatore.

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