MECCANICA e DINTORNI

Ciao a tutti, sono nuovo del forum, premetto che sono nuovo del mondo dell'idraulica e della meccanica, però vedendo qualche treno storico a vapore in giro mi è venuta la curiosità di capire (e sperimentare) come funzionano i motori a vapore.
Ho subito trovato difficolta a capire come "progettare" la caldaia, che secondo me è la parte più critica, soprattutto per la sicurezza.
Ho in mente di realizzare un motore molto piccolo, giusto un modello per capire il suo funzionamento.
Pensavo al tipo di caldaia a tubi d'acqua perchè ho letto che è più sicura (perchè ovviamente i tubi piccoli hanno una maggiore resistenza alla pressione) e perchè non mi posso permettere un serbatoio da compressore, anche perchè verrebbe un progetto più grosso.
L'unico problema con questo tipo di caldaia è che l'acqua immagazzinata nei tubi sarà minore di quella che potrei immagazzinare in un serbatoio vero e proprio, e non vorrei rimanere a corto di acqua mentre la caldaia è in funzione, ho letto infatti che molte caldaie scoppiano proprio per questo motivo.
Non so come venirne a capo!
Ci vorrebbe inoltre un sistema per vedere qual'è il livello di acqua nel tubo (dimenticavo, vorrei realizzare la caldaia con un solo tubo arrotolato a spirale, penso risulti più semplice), e poi giusto un sistema per caricare l'acqua nel tubo se manca o il livello è troppo basso.

Spero possiate aiutarmi!!

Grazie mille.

C'è una rivista di modellismo meccanico, in tedesco, Dampf und heissluft , (vapore ed aria calda) nella quale quasi sempre ci sono sia recensioni di macchine industriali a vapore, sia riproduzioni, sia progetti di varia complessità di motori modellistici . . . .

Da quello che ho capito ti basta un semplice motore a vapore, non supercritico, quindi la cosa è relativamente semplice. L'impianto dovrà essere composto da generatore di vapore (bruciatore e tubi scambiatori), sarebbe buona cosa che poi ci fosse un separatore, dopdichè il vapore viene mandato in camera e il motore svolge il suo lavoro; dopo il motore c'è necesità di un condensatore, qui l'acqua dovrebbe trovarsi allo stato liquido e a pressione atmosferica o al limite leggermente più bassa per via della pompa di circolazione che rimanda il fluido al generatore, quindi secondo me da questo punto puoi caricare acqua anche mentre l'impianto è in funzione e puoi tenere il livello monitorato per mezzo di spie o quello che più ti aggrada. Spero di non sbagliare ma sono ricordi dell'anno scorso quindi se vuoi spere qualcosa di più bisogna che mi vada a rivedere qualcosa.

"Dasama46"
Grazie mille per il consiglio! ci darò un'occhiata :)

"cima96"

Molto interessante il metodo del condensatore, non ci avevo pensato!!
Di preciso cosa dovrei fare? da dove prendo il vapore da far condensare? e per reinserirlo nel sistema?
Avrei bisogno di qualcosa di estremamente pratico non essendo del tutto competente in questo campo

Grazie mille a tutti :)

Ti allego lo schema di un impianto a vapore, quello che interessa a te è uguale, solo che invece della turbina ha un motore alternativo, ora non considerare le voci "serbatoio freddo" e "serbatoio caldo" perchè è solo un modo più contorto di dire che da una parte scaldi e dall'altra raffreddi, focalizza invece gli elementi di cui hai bisogno, ovvero una pompa per mettere l'acqua in caldaia, una caldaia (un fascio di tubi scaldato da una fiamma in cui circola acqua liquida), un motore e un condensatore per riportare tutta l'acqua da gas a liquido (in pratica è una cisterna dove il fluido di lavoro ristagna temporaneamente e torna liquido dopo che gli è stato sottratto calore con uno scambiatore). Questi sono gli elementi principali che necessariamente devono esserci, poi ci sono una marea di "optional" che sono utili per migliorare il rendimento, l'affidabilità ecc, ma un impianto essenziale così costruito deve partitire. Se vuoi comprendere a pieno il funzionamento dell'impianto ti consiglio però di dare un'occhiata al ciclo rankine e al diagramma di stato dell'acqua o del fluido che utilizzerai, non sembra ma aiuta, se c'è qualcosa che non capisci nel limite delle mie conoscenze sarò felicissimo di darti una mano e perchè no di imparare qualcosa.

moriduri , aggiungi la residenza al profilo utente .

Ti ringrazio! così sarebbe davvero perfetto!! per reinserire l'acqua in caldaia posso utilizzare una valvola di non ritorno? pensavo di autocostruire una pompa a pistone (con valvole controllate dalla pressione e la depressione che il pistone crea nel cilindro) alimentata dallo stesso motore a vapore, magari ce lo inserisco in "parallelo" con una trasmissione a cinghia!

mi rimane solo più un dubbio! nella turbina il vapore da condensare lo prendo dall'uscita della turbina stessa, ma nel mio motore da dove lo posso prendere??

Grazie mille! :)


moriduri evita di usare il tasto citazione , il regolamento spiega bene il suo uso .

Una valvola di non ritorno penso non faccia male, la pompa ti consiglio di evitare quella a pistoni perchè ha bisogno di più manutenzione e non gradisce molto i maltrattamenti, ti basta una semplice pompa centrifuga che faccia semplicemente circolare l'acqua, tipo una pompa da caldaia per esempio.
Nell'impianto turbo il vapore da raffreddare lo prendi dallo scarico della turbina, nel tuo motore invece lo prendi dalla valvola di scarico del cilindro.

Un eiettore no ?