[RISOLTO] Aiutooo se qualcuno conosce un ingegnere meccanico..... (idrogeno compresso

[Guest frallog]

per favore gli faccia leggere questa nota.

Volevo dimostrare che se stocchiamo l'idrogeno in serbatoi a 700 atmosfere, l'energia meccanica (di compressione) accumulata e' paragonabile o superiore all'energia chimica stoccata all'interno del serbatorio. Il riusultato da me ottenuto e' semplicemente sconvolgente. L'energia meccanica ottenuta per una cilindrata totale di 1600cc a 6000 giri/min genera una potenza pari ad 6.6Kw (piu' o meno il 5% della potenza del motore termico), cioe' una potenza di gran lunga inferiore ai 60Kw che si ottengono per via chimica da quella cilindrata.

Aiutooo!!!!! Ingegneri aiutoooo!!!!!

Stante cosi' la situazione non ha veramente senso pensare di usare la pressione dell'idrogeno stoccato nel serbatotio, perche' semplicemente l'energia immagazzinata nel serbatoio per via meccanica e' di gran lunga inferiore a quella chimica. Eppure l'analisi delle pressioni ci dice che viceversa 700 bar portati sul cielo del cilindro sono molto ma molto superiori ai 90-150bar portati per via chimica, cioe' per combustione. Allora dove sbaglio (se sbaglio)?

Aiutooo!!!!! Ingegneri aiutoooo!!!!!

Di seguito i conti.

Opinioni in merito (aiutooooo) sono molto gradite.

Regards,

Francesco ?????

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Ecco i conti.

l'equazione di partenza e' quella di Van Der Waals, e precisamente:

1) [ P = RT/(V- - a/V^2 ]

dove:

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P e' la pressione

R e' la costante dei gas perfetti = 8.314 Joule/(grado mole)

b e' il volume totale occupato dagli atomi di idrogeno

V e' il volume totale a disposizione

a e' una costante che tiene conto dell'interazione tra gli atomi di idrogeno. Supporremo che tale interazione ha un peso minimale nel caso dell'idrogeno.

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moltiplicando ambo i membri della (1) per V si ha:

PV = RT V/(V- - a/V

e differenziando l'equazione si ha:

d(PV) = V(dP) + P(dV) = R d( T V/(V- ) - a d(1/V) =

= R { T dV/(V- + dT V/(V- } - a d/dV(1/V) dV =

= R { T dV/(V- + dT V/(V- } + a 1/V^2 dV =

ovvero:

V(dP) + P(dV) = V(dP) + dL = R { T dV/(V- + dT V/(V- } + a 1/V^2 dV

dove L e' il lavoro.

si ha allora:

dL = R { T dV/(V- + dT V/(V- } + a 1/V^2 dV - V dP

ovvero raggruppando i termini in dV

2) [ dL = R { T/(V- + a 1/V^2 } dV + V/(V- dT - V dP ]

per le trasformazioni che avvengono piu' o meno a temperatura costante si ha che dT =^= 0 per cui:

dL =^= R { T/(V- + a 1/V^2 } dV - V dP

Supporremo ancora che per l'idrogeno ad alta pressione a/V^2 << T/(V-. Si ha allora che:

dL =^= RT/(V- dV - V dP

da cui:

dL/dt = W (potenza) = RT/(V- dV/dt - V dP/dt

ora il serbatotio e' molto piu' grande del sistema di condotti e del colume (unitario) di un cilindro che si riempe. Questo fa si' che, a 700 bar, la variazione di pressione del sistema serbatoio/condotti/cilindro sia davvero minima rispetto alla pressione che c'e' nel sistema. Possiamo allora immaginare che dP/dt semplicemente non sia misurabile. Dalla equazione esatta (2) otteniamo allora l'equazione approssimata definitiva:

3) [ dL/dt = W (potenza) =^= RT/(V- dV/dt ]

ora:

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R = 8.314 Joule/(grado per mole)

T = 300°K

b = 70% V = 0.7V => V-b=0.3V

V =^= V serbatoio = 100lt = 0.1 m^3

dV/dt = ni Vu = 1/2 1/60 rpm Vu

Vu = 400cc = 0.4lt = 0.0004 m^3

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W (potenza meccanica unitaria - 3000 giri) = 1662.8 watt

con un motore quattro cilindri (400cc l'uno, 1600cc totali) si ha allora:

W (potenza meccanica totale - 3000 giri) = 6651.2 watt = 6.6Kw

cioe' piu' o meno il 5% della potenza chimica.

(sara' forse anche per questo che nel progetto eolo le vetture sono microscopiche?)

[alfaomega]

Ma fatemi capire una cosa....... me ne dovrei andare a giro con 700atm di idrogeno sotto il sedere?

già ora te ne vai con 70 litri di infiammabilissima benzina....

[cbwin]

la benzina non è in pressione... e in assenza di ossigeno ne brucia ne espolde... viceversa un serbatoio in pressione difettoso, soggetto a qualche sollecitazione a fatica o in presenza di una cricca nella sua struttura è un "po" più pericoloso...

se buchi il serbatoio, a patto non prenda fuoco il liquido che ne fuoriesce, al max rimani a piedi...

se esplode una bombola di gas a 700 atm dubito che uno riesca a uscire con le sue gambe dalla macchina (o da quel che ne rimane)...