El Ventu ti faccio i miei complimenti perchè tra tante tipologie di macchine termiche hai scelto quella più brigosa dal punto di vista della progettazione che l'uomo abbia saputo concepire
, e per quel poco che so provo a spiegarti il perchè.Allora cominciamo col dire che lo stirling è un motore a combustione esterna che sfrutta l'espansione e la compressione di un fluido a causa della sua variazione di temperatura che avviene passando da un cilindro caldo a uno freddo e viceversa. Il ciclo termodinamico di questa macchina è puramente teorico in quanto la spezzata delle quattro curve non è fisicamente realizzabile poichè non si sta parlando di un comune motore alternativo in cui nella macchina reale troviamo ad esempio il punto di compressione max coincidente il pms di un pistone, in primo luogo perchè i due cilindri sono comunicanti e inoltre i pistoni sono imbiellati a 90° (circa) il che ci da sempre che al finecorsa di un pistone l'altro è a metà mentre le condizioni estreme del fluido necessitano un compromesso per la posizione di entrambi i sopracitati pistoni. Di conseguenza abbiamo così un "appiattimento" più o meno elevato delle punte, quindi ci abbassa il rendimento poichè una figura con perimetro tutto curvo in generale ha minore rapporto superficie/perimetro di una delimitata da una linea detta forse impropriamente mista (spigolosa per capirci). Questa è una cosa molto importante in quanto è risaputo che il rendimento di un sistema termodinamico è dato da E prodotta/E consumata e l'energia prodotta è appunto uguale al lavoro svolto che è pari alla superficie racchiusa dalle linee del ciclo.
Dopo questa noiosa e incomprensibile spigazione teorica, le principali difficoltà sono:
1-progettare una macchina che riduca al minimo gli spazi nocivi e che sia costruita ad hoc per sfruttare al massimo le variazioni di volume del gas con un certo deltaT ad un certo range di temperatura
2-mantenere alto il deltaT oppure usare escamotage come il rigeneratore che tanto per la cronaca dicono sia una delle cose più difficili da calcolare a ingegneria
3-ridurre gli attriti al massimo
4-limitare le perdite di fluido dall'interno della macchina che possono verificarsi a casusa di trafilamenti dovuti all'aumento di pressione con la macchina in temperatura
5-costruire un manovellismo efficiente
6-volendo aumentare ulteriormente il rendimento pressurizzare il motore e fargli circolare all'interno un gas con alta lambda possibilmente non nocivo e infiammabile, a basso costo e di facile reperimento (non è detto che i gas più pesanti siano i migliori, bisogna guardarci)
7-risolvere i non trascurabilissimi problemi di lubrificazione della macchina (se vi va dell'olio in mezzo al fluido di lavoro non è il massimo, se poi in camera c'è dell'ossigeno rimediamo un bel motre a combustione sia interna che esterna)
e questi sono solo alcuni dei problemi, ma secondo me ce ne sono altri che al momento non mi vengono in mente, bisogna vedere strada facendo
questa macchina ha come vantaggio di essere relativamente semplice da costruire, di necessitare se fatta con criterio di poca manutenzione e di prestarsi a diverse fonti di calore quindi ai combustibili più disparati, di contro ha che è difficile da progettare, richiede per ottimizzare il rendimento materiali non sempre economici e fatica come si dice nel gergo a "prendere il gas", ovvero l'incremento del n.di giri richiede più tempo rispetto ad un altro motore.
A breve di questi motori cercheremo di realizzarne uno a scuola con dimesioni modellistiche, disponibilissimo ad accettare correzioni a quanto detto finora, consigli o critiche.
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