unleaded, pagina 3

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unleaded inviata il 12 Marzo 2023 ore 17:55 da Fabio F77. 41 commenti, 754 visite.

1/320 f/8.0, ISO 200, mano libera.

briggs & stratton 5.5 HP gasoline engine - rollei planar 50 1.8 su oly - un saluto a tutti - qualche calcolo energetico: utilizzando l'espressione del rendimento globale in forma diretta si può calcolare la massa di combustibile necessaria per la potenza di 5.5 HP che corrispondono a 4148.65 W. Posto infatti un rendimento pari a 0.3 ed un potere calorifico della benzina di 10500 Kcal/Kg si ottiene la potenza termica necessaria alla fonte e quindi la portata di combustibile che alimenta il motore pari a: 0.318 g/s (grammi secondo). Ora è possibile ottenere, stimando la percentuale di carbonio nel combustibile pari all'84% in peso, la massa di CO2 emessa allo scarico per unità di tempo: infatti l'ossidazione completa (ideale con rendimento di combustione unitario) produce 44/12= 3.67 Kg di CO2 per Kg di C (C+O2 = CO2 -> 12 + 32 = 44). Dunque 3.67x0.84x0.318 = 0.98 g/s di CO2. Un'ora di funzionamento di questa macchina alla potenza di 5.5 HP@2600RPM genera 0.98x3600= 3.528 Kg di CO2. ------------------------------------------------------ E se fosse un motore elettrico a generare la stessa potenza prelevandola dalla rete? Introducendo il rendimento elettrico del motore e quello di distribuzione dell'energia nella rete e una quota parte pari al 25% di energia da rinnovabile si ottiene che occorre prelevare: 4148.65/0.9 = 4609.6 x 0.75 = 3457.2 W (non rinnovabili), Ora supponiamo che a generare tale energia sia un gruppo termoelettrico a ciclo vapore subcritico con doppio surriscaldamento da 300MW nominali, alimentato ad olio combustibile (85% in peso di C); Posto il potere calorifico pari a 9500 Kcal/Kg si calcola una portata specifica di combustibile pari a 16.67 Kg/Kg di vapore circolante, che corrispondono a 65620 Kg/h. Cioè 18.23 Kg/s. Tralasciando il calcolo dei salti entalpici del vapore, tutto ciò corrisponde ad una potenza termica di 723MW e a ad un rendimento del ciclo di 0.4. Ora come fatto in precedenza si può calcolare la portata di CO2 prodotta pari a: 18.23x0.85x3.67=56.86 Kg/s. La frazione di potenza del motore rispetto a quella prodotta è pari a 3457,2 W / 300 MW = 1.15 e-5 che comporta una quota di emissione di CO2 di 56.87e3 x 1.15e-5 = 0.65 g/s, quindi in un'ora di funzionamento di 2.34 Kg di CO2. ---------------------------------------------------------------- totalmente rinnovabile da solare fotovoltaico. Occorre fornire istantaneamente una potenza elettrica di 4609.6 W in elettrico (pari a 5.5HP). L'irradiamento medio annuale per superficie captante correttamente disposta zona Roma è di 1740 KWh / mq all'anno. Introducendo il rendimento di trasformazione del pannello e dei dispositivi inverter connessi alla rete si ottiene che l'energia derivabile come valore medio giornaliero (ottimistico) è 0.476 KWh / mq al giorno, che corrisponde a una potenza istantanea di 0.0198 KW / mq. Ne deriva una superficie da installare pari a S = 4609.6 e-3 / 0.0198 = 232 mq //////////////// Il calcolo pur non troppo rigoroso evidenzia il concetto di densità di energia e cioè come una massa di soli 0.318 grammi di combustibile si traducano in 230mq di solare equivalente. //////////// Da ultimo una nota per gli amanti delle macchine volumetriche. Nei motori 2 tempi la 'cilindrata' ha un significato diverso da quello dei motori 4 tempi; infatti mentre nei 4T essa corrisponde al volume delimitato dallo stantuffo nella camera di combustione nella corsa dal PMI al PMS (punti morti superiore ed inferiore), nei 2T occorre tener conto della presenza delle 'luci' di carico e scarico che "sottraggono" volume. Ad es. nel motore in questione è dato il 'displacement' come V = 190 cc. Avendo calcolato la massa di combustibile nell'unità di tempo pari a 0.318 g e nota la velocità in RPM 2600 si calcola che in un secondo il motore compie 43 rotazioni che corrispondono ad una massa di combustibile di 0.00739 g ad ogni giro di manovella. Poiché l'aria in peso è al 23% azoto e al 77% ossigeno si ottiene una massa molecolare di: 31.07 Kg / Kmol. (Kg per chillomole) da cui il volume specifico a condizioni normali (T= 0 C e p= 1 atm) pari a 0.721 Nmc / Kg, densità a CN di 1.38 Kg/Nmc. Utilizzando la legge dei gas perfetti ne deriva una densità a condizioni standard (T=25 C e p=1 atm) di 1.26 Kg/mc. In un volume di 190 cc entrano quindi 0.239 g di aria aspirata miscelata a combustibile. Il dato permette di calcolare il rapporto aria combustibile come: 0.239 / 0.00739 = 32.39. Tale dato lascia supporre un volume sottratto dalle luci alla camera di combustione (190cc) pari a poco più della metà del dichiarato, da cui ne risulterebbe un naturale e più logico rapporto aria/combustibile intorno allo stechiometrico.

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user236140

inviato il 07 Aprile 2024 ore 15:12

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