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MOTORI TERMICI con
RENDIMENTO UNITARIO.

img1
Nel Piano Entropico Ω(T,S) questi  Cicli TERMICI (fig.3,5,7) rappresentano una serie di VARIANTI (O→P→3→4→5→O) del Ciclo RANKINE-HIRN  (6→1→2→3→4→5→6) (fig.3) ottenuti spostando sulla orizzontale (6-N) l’ENTROPIA del Punto Iniziale (6) e chiamati Cicli ENTROPICI.
 
Questi Cicli ARRESTANO la CONDENSAZIONE (5→6) nel nuovo Punto INIZIALE (O) dove il RENDIMENTO assume il valore minimo (25-30%) nel Ciclo RANKINE-HRN a sinistra ma CRESCE a destra diventando certamente UNITARIO (η=1) negli ultimi Cicli ENTROPICI (fig.5,7).
 
Il MODELLO FUNZIONANTE di uno di questi MOTORI può REALIZZARSI con POCA SPESA nel giro di pochi giorni in una modesta Fabbrica di FIGORIFERI, osservando in modo schematico che:
 
Ogni FRIGORIFERO funziona come una POMPA che aspira CALORE dall’INTERNO (che si RAFFREDDA) e lo restituisce all’ESTERNO (che si RISCALDA). Viceversa nel Motore ENTROPICO la POMPA aspira CALORE dall’ ESTERNO (che si RAFFREDDA) e lo restituisce all’INTERNO trasformandosi in LAVORO.
 
Interessanti VARIANTI del MOTORE TERMICO, azionato dallo stesso Ciclo ENTROPICO (O→3→4→5→O) (Fig.7) con RENDIMENTO Unitario (η=1), sostituiscono ACQUA (H2O) con alcuni FLUIDI Frigoriferi che in parte utilizzano CALORE esterno. In particolare abbiamo scelto:
 
                 

ACQUA (H2O), AMMONIACA (NH3), ANIDRIDE CARBONICA (CO3), FREON-12 (CF2Cl2).

Questo a titolo PROVVISORIO, finché non si riesca a inventare FLUIDI FRIGORIFERI con TEMPERATURE di Congelamento più BASSE, tali da ottenere CALORE soltanto da un’UNICA SORGENTE TERMICA, che significa: MOTO PERPETUO di SECONDA SPECIE.

RENDIMENTO dei Ciclo ENTROPICI (O→3→4→5→O) (fig.3,5,7).
Un ALGORITMO che occorre CHIARIRE

Le TABELLE TERMODINAMICHE di K.RAZNJEVIC (link15) sono NECESSARIE per Progettare e Costruire IMPIANTI CHIMICI, TERMICI, FRIGORIFERI, ma soprattutto (che più ci interessa) MOTORI TERMICI azionati dal Ciclo ENTROPICO (O→3→4→5→O) (fig.7) con RENDIMETO UNITARIO (η=1), dove il FLUIDO Circolante (es. Acqua) deve essere NECESSARIAMENTE allo STATO di VAPORE.
 
Se quel FLUIDO è disponibile SOLTANTO allo Stato LIQUIDO occorre VAPORIZZARLO prima che entri nel nuovo PUNTO INIZIALE (O), un PROBLEMA che si risolve facilmente a costo ZERO convogliando una piccola PORTATA (litri/sec) di LIQUIDO in uno SCAMBIATORE di CALORE abbastanza grande e ASPIRANDO (dp<0) alla stessa TEMPERATURA (dT>0) del LIQUIDO il VAPORE SOPRASTANTE da UTILIZZARE come FLUIDO Circolante nel suddetto Ciclo ENTROPICO (O→P→3→4→5→O) (fig.7). Negli altri Cicli ENTROPICI (fig.3,5) dove il FLUIDO richiede un TITOLO x=(M”/M)<1 (minore di uno) basta aggiungere a quel VAPORE la giusta quantità LIQUIDO, ad esempio il 5% per ottenere x=95%.
 
Stiamo parlando del mitico RENDIMENTO Termico UNITARIO, che assieme ai nuovi Concetti di ENTROPIA (link 02) e INTEGRALI indefiniti (link 14) rappresentano NOVITA’ EPOCALI contestate dal SECONDO PRINCIPIO, perciò meritevoli di qualche RISPOSTA sia pur NEGATIVA.

MOTORE a VAPORE d’ACQUA (H2O)
con RENDIMENTO UNITARIO.

img4

  H2O (Acqua) TF=20(0C), TC=374,15(0C)                                                          Tabella.A

T

p

H’

H”

H”-H’

S’

S”

(0C)

(Kp/cm2)

(kJ/kg)

(kJ/kg)

(kJ/kg)

(kJ/kgK)

(kJ/kgK)

374,15

225,6

2100

2100

0

4,430

4,430

340

150,0

1595

2622

1027

3,661

5,336

300 (400)

87,6

1345

2749 (3117)

1404

3,255

5,705 (6,293)

250 (400)

40,6

1086

2801 (3212)

1715

2,793

6,072 (6,774)

200 (400)

16,0

852

2793 (3254)

1941

2,331

6,432 (7,243)

100

1,033

419

2676

2257

1,307

7,355

30

0,043

126

2556

2430

0,437

8,452

20

0,024

84

2537

2453

0,296

8,666

 

Nel Piano Entropico Ω(T,S) la (fig.7) e il Grafico rappresentano il Ciclo ENTROPICO (O→3→4→5→O) di un MOTORE dove l’ACQUA (H2O) costituisce il FLUIDO circolante. Questo MOTORE esclude la CONDENSAZIONE (5→6) e quindi funziona con RENDIMENTO UNITARIO (η=1).

 
Quindi ci siamo valsi della Tab-A di K.RAZNJEVIC (link15) per determinare la Termodinamica dell’ACQUA (H2O) nel Ciclo ENTROPICO  (O→3→4→5→O), (fig.7), sapendo che la Portata di 1.kg/s determina (link11) una POTENZA di 1134 KW con RENDIMENTO Unitario (η=1).
 
 Nel nuovo PUNTO INIZIALE (N=O) la POMPA aspira VAPORE d’Acqua a T=20 OC e p=0,024 Atm , lo COMPRIME a p=16 Atm e T=20 OC (costante), che a p=16 Atm (costante) si RISCALDA da T=20 a T=200 OC sul Primo Lato (N→3) del Ciclo, poi si SURRISCALDA sulla (3→4) da T=200 a T=400 OC a p=16 Atm (costante), infine sulla Iso-Entropica (verticale) (dS=0)=(4→5) la TURBINA riduce la PRESSIONE da p=16 a p=0,024 Atm e la Temperatura da T=400 a T= 20 OC, ottenendo FLUIDO (quasi VAPORE) a 20 OC e 0,024 Atm nel Punto (5), dove riceve CALORE in (5→N) trasformandosi interamente in VAPORE a 20 OC e 0,024 Atm (costanti) nel PUNTO INIZIALE (N), per RICOMINCIARE.

MOTORE a VAPORE di AMMONIACA (NH3)
con RENDIMENTO UNITARIO.

img6
img7

 NH3 (Ammoniaca) TF=-60(0C), TC=132,4(0C)                                                          Tabella.C

T

p

H’

H”

H”-H’

S’

S”

(0C)

(kp/cm2)

(kJ/kg)

(kJ/kg)

(kJ/kg)

(kJ/kgK)

(kJ/kgK)

132,4

115,2

1320

1320

0

6,700

6,700

100 (150)

84,5

945

1655 (1890)

710

5,680

7,620 (8,250)

50

20,73

659

1711

1052

4,984

8,241

10 (50)

6,27

465

1691 (1790)

1226

4,353

8,684 (9,040)

0

4,38

419

1681

1262

4,181

8,809

-25

1,546

305

1649

1344

3,751

9,167

-50

0,417

194

1608

1414

3,300

9,620

-60

0,223

151

1591

1440

3,084

9,842

 
Nel Piano Entropico Ω(T,S) la (fig.7) assieme al Grafico (accanto) rappresentano il Ciclo ENTROPICO (N→3→4→5→N) dell’AMMONIACA (NH3), che esclude la Fase di CONDENSAZIONE (5→6) e quindi funziona certamente con RENDIMENTO UNITARIO (η=1).
 
In questo caso (Tab.C) una parte del CALORE occorrente lungo la Iso-Titolo del Primo Lato (N→3) per riscaldare VAPORE di Ammoniaca da -60 OC fino a +100 OC può essere fornito GRATUTAMENTE dall’AMBIENTE CIRCOSTANTE.
 
Tutto questo a titolo PROVVISORIO, finché non si riesca a inventare FLUIDI FRIGORIFERI  con TEMPERATURE di Congelamento più BASSE, tali da ottenere CALORE soltanto da un’UNICA SORGENTE TERMICA, che significa: MOTO PERPETUO di SECONDA SPECIE.
 
Per COSTRUIRLO abbiamo usato la Tab C di K.RAZNJEVIC (link15), che definisce la Termodinamica dell’AMMONIACA (NH3) nel Ciclo ENTROPICO  (O→3→4→5→O),(fig.7), dove (link11)  la Portata di 1 kg/s crea una POTENZA di  645  KW con RENDIMENTO  Unitario  (η=1):
 
Nel PUNTO INIZIALE (N) la POMPA aspira VAPORE di Ammoniaca a T=-60 OC e p=0,223 Atm, che COMPRIME a p=84,5 Atm e T=-60 OC (costante), quindi a p=84,5 Atm (costante) si RISCALDA da T=-60 a T=100 OC sul Primo Lato (N→3) del Ciclo, e poi SURRISCALDA sulla (3→4) da T=100 a T=150 OC con p=84,5 Atm (costante), infine sulla iso-Entropica (verticale) (4→5) la TURBINA riduce la PRESSIONE da p=84,5 a p=0,024 Atm e la Temperatura da T=150 a T=-60 OC, ottenendo FLUIDO (quasi VAPORE) a T=-60 OC e p=0,024 Atm nel Punto (5) dove riceve altro CALORE in (5→N) ritrasformandosi interamente in VAPORE a T=-60 OC e p=0,024 Atm (costanti) nel PUNTO INIZIALE (N), per RICOMINCIARE.

MOTORE a VAPORE di ANIDRIDE CARBONICA (CO2)
con RENDIMENTO UNITARIO.

Tab_D

Nel Piano Entropico Ω(T,S), la (fig.7) assieme al Grafico Esecutivo (accanto) rappresentano il Ciclo ENTROPICO (N→3→4→5→N) dell’ANIDRIDE CARBONICA (CO2), che esclude la CONDENSAZIONE (5→6) e quindi funziona certamente con RENDIMENTO UNITARIO (η=1

In questo caso (Tab.D) tutto il CALORE occorrente lungo la Iso-Titolo del Primo Lato (N→3) per riscaldare il VAPORE di Anidride Carbonica da -50 OC fino a circa +10 OC, può essere fornito GRATUTAMENTE dall’AMBIENTE CIRCOSTANTE.

Tutto questo a titolo PROVVISORIO, finché non si riesca a inventare FLUIDI FRIGORIFERI con TEMPERATURE di Congelamento più BASSE, tali da ottenere CALORE soltanto da un’UNICA SORGENTE TERMICA, che significa: MOTO PERPETUO di SECONDA SPECIE.