RICERCA DI TERMODINAMICA

MOTO PERPETUO di SECONDA SPECIE

Nuovo Concetto di Entropia, Richiesta di Parere, Turbo-Pompa ad Ingranaggi Ellittici,
Ciclo Rankine-Hirn, Cicli Entalpici e Cicli Entropici, Motori e Distillatori, Rendimento Unitario,
Ottimazione del Rendimento, Cicloide Ellittica, Nuovo Integrale Indefinito, una Legge Assoluta.

     
     
     
     
     
  (08)  
     
     
     
  CRITERI DI OTTIMAZIONE DEL  
  RENDIMENTO DI UN MOTORE PRIMO TERMICO  
  Riassunto del Quarto Brevetto (fig.6)  
     
     
     
     
     
     
  INTRODUZIONE  
     
  l CALORE è classificato ENERGIA di SECONDA SPECIE perché può compiere LAVORO CICLICO (ripetibile periodicamente) soltanto tramite MOTORI TERMICI, costituiti essenzialmente da una CAMERA di COMBUSTIONE dove si svolgono i CICLI PRIMARI nel Piano Entropico Ω(T,S) e da un ALBERO MOTORE dove si realizzano i corrispondenti CICLI INDOTTI nel Piano Meccanico O(F,s), trasformando (almeno in parte) il CALORE in LAVORO (Energia di Prima Specie).   
     
  Questi due settori sono COLLEGATI da una TRASMISSIONE MECCANICA chiamata CATENA CINEMATICA, formata da pochi ELEMENTI STATICI (Condotti, Valvole, Deviatori, ecc.) nelle TURBINE e dal MECCANISMO BIELLA-MANOVELLA nei MOTORI ALTERNATIVI, la quale MODIFICA la loro TERMODINAMICA e SOPRATTUTTO i rispettivi RENDIMENTI.  
     
  Nel seguito ci occuperemo delle CATENE CINEMATICHE, cioè dei MECCANISMI che trasformano la PRESSIONE del GAS, creata nel CILINDRO dal CALORE assorbito, in FORZA MOTRICE di ROTAZIONE intorno all'ALBERO, dimostrando (contro ogni previsione) che quei collegamenti CONDIZIONANO la TERMODINAMICA dei MOTORI TERMICI e quindi anche i rispettivi RENDIMENTI.  
     
  Le CATENE CINEMATICHE modificano il RENDIMENTO dei MOTORI TERMICI (specie Alternativi) ma non quello dei MOTORI MECCANICI, che risulta UNITARIO in assenza di ATTRITI.  Dimostrermo inoltre che modificando il MECCANISMO dei MOTORI ALTERNATIVI  si può migliorare il RENDIMENTO fino a superare quello TEORICO calcolato nella CAMERA di COMBUSTIONE.  
     
  Questi risultati mettono in DISCUSSIONE alcuni dei più importanti TEOREMI di FISICA, in particolare la VALIDITA' del Postulato di CARNOT CLAUSIUS (SECONDO PRINCIPIO) e il suo LEGAME con la FUNZIONE di STATO chiamata ENTROPIA, tenendo conto che anche il RENDIMENTO del CICLO di CARNOT (invertibile) viene condizionato dal MOTORE TERMICO che lo GESTISCE. Si tratta dei principali argomenti di una TESI di LAUREA avente per TITOLO:  
     
  CRITERI di OTTIMAZIONE del RENDIMENTO di un MOTORE PRIMO TERMICO.  
     
  Che poi (in Appendice) sconfina in una LEGGE ASSOLUTA sperimentale, inoltre con la MODIFICA di altri TEOREMI ritenuti intoccabili, in particolare il Concetto di INTEGRALE (o PRIMITIVA) di una FUNZIONE CONTINUA. Nel complesso questi ARGOMENTIi (riportati in seguito) formano l’EPILOGO di tutta la RICERCA.  
     
     
     
  DESCRIZIONE  
     
  All’inizio si trattava di capire perché i MOTORI TERMICI ALTERNATIVI (a Scoppio, Diesel) non sono più ECONOMICI delle TURBINE a GAS di uguale POTENZA pur essendo più alti i RENDIMENTI dei rispettivi CICLI IDEALI mentre gli ATTRITI sono quasi IDENTICI.  
     
  La discordanza dipende dalla DIVERSITA' delle due MACCHINE, cioè dalla CATENA CINEMATICA che collega la CAMERA di Combustione all’ALBERO, quasi inesistente nelle TURBINE mentre nei Motori ALTERNATIVI è formata dal Meccanismo BIELLA MANOVELLA, dove le FORZE diventano MASSIME nei PUNTI Morti quando la loro utilità è NULLA.  
     
  In effetti nelle Modalità di REGIME (dopo la messa in MOTO) ogni MOTORE a Combustione Interna funziona da SOLO in modo AUTONOMO, INDIPENDENTE, a SCATOLA CHIUSA, quindi AUTOGESTISCE in TEMPI REALI (Istante per Istante) il BILANCIO ENERETICO (di Calore δQ e Lavoro δL) con l’ESTERNO. Perciò il RENDIMENTO può essere OTTIMIZZATO MODIFICANDO il MECCANISMO.  
     
  Nei MOTORI ALTERNATIVI (Scoppio, Diesel) questo si ottiene (fig.6) TRASLANDO l’ALBERO ad una DISTANZA h=(OH)<(OD) dall’ASSE (PH) del CILINDRO, affinché (durante il MOTO) risulti massima la FASE di ESPANSIONE ANGOLARE (π+α1)≤φ≤(2π+α2 nel verso di rotazione (AOP*):  
     
   (π+α1)≤φ≤(2π+α2∈  (AOP*)  
     
  Il Problema è soltanto QUANTITATIVO, quindi per RISOLVERLO occorreva SEPARARE le Grandezze TERMICHE (prodotte nel Cilindro) da quelle MECCANICHE (trasmesse dal Meccanismo all'Albero), implicite nei POTENZIALI TERMODINAMICI (Energia Interna, Entalpia, ecc.), sapendo che l’ENTROPIA dS=δQ/T e lo SCAMBIO TERMICO δQ sono due INFINITESIMI generalmente INDIPENDENTI.  
     
  Peraltro l'ENTROPIA dS=δQ/T è certamente un DIFFERENZIALE che abbiamo RISOLTO (in Termini Finiti) con EQUAZIONI di STATO del Tipo ΔS=f(F,s)=g(p,V) nei Piani Meccanici O(F,s),O(p,V), dove le ISOENTROPICHE (dS=0) formano un insieme di CURVE INTEGRALI f(F,s)=g(p,V)=Cost generalmente non ADIABATICHE (δQ≠0).  
     
  Tuttavia, nelle CORRISPONDENZE (dS=δQ/T)⇔(δQ=TdS) anche lo SCAMBIO TERMICO δQ diventa un DIFFERENZIALE dQ=δQ=TdS, in particolare nelle ISOCORE (dV=0) e/o nelle ISOBARE (dp=0), dove δQ equivale alla ENERGIA INTERNA (δQ=kdU)v e/o alla ENTALPIA (δQ=dH)p, inoltre nei GENERATORI di VAPORE (dV=0),(dp=0), con NOTEVOLI conseguenze TERMODINAMICHE.  
     
  Infine si ottiene l'OTTIMAZIONE dei MOTORI ALTERNATIVI dove i RENDIMENTI possono CRESCERE del 20-30%, a volte SUPERANDO quelli dei CICLI IDEALI svolti nei rispettivi CILINDRI.  Peraltro anche la MACCHINA PERFETTA di CARNOT (priva di Attriti) è dotata di MECCANISMI. Quindi anche il CICLO di CARNOT Invertibile dipende dalla MACCHINA TERMICA che lo GESTISCE, le cui MODIFICHE fanno variare il suo RENDIMENTO.  
     
  Comunque l’ENTROPIA dS=δQ/T non può rappresenta l’ESPRESSIONE Matematica del SECONDO PRINCIPIO, nemmeno nelle CONDIZIONI di NVERTIBILITA’ (dS=δQ/T)⇔(δQ=TdS) dei due INFINITESIMI (dS,δQ), quando anche lo SCAMBIO TERMICO (δQ) DIVENTA un DIFFERENZIALE δQ=dQ=TdS.  
     
     
     
   
     
     
     
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MURONE TERMODINAMICA


 

GESTIONE