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NotaPublicado: Sab Nov 27, 2010 12:41 pm 
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Registrado: Sab Abr 15, 2006 9:48 pm
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Ubicación: Alicante
Buenas, hace tiempo q no posteo en el foro (trabajo/estudios), aun así, sigo leyendo y no he encontrado nada parecido a esto, bueno, al lío.

Ayer, por casualidades de la vida estuve en la casa de un paisano, el caso es que vi en su garaje una bici de montaña eléctrica (híbrida) de estas que te venden ya montadas y claro, se me volvió a encender idea de montar un vehiculo eléctrico :D . La verdad es que la susodicha está muy bien en cuanto a la calidad de los materiales y acabados en general. De motor lleva un bonito hub brushless de 750W, con freno regenerativo, frenos de disco, etc...Está todo muy bien montado, muy compacto todo, si no fuera por la batería casi no te das cuenta de que lleva motor, que precisamente es lo malo, lleva una gran bateria plomo-acido a 36v y 14Ah que pesa sobre 12-14kg.
Bueno, pues este señor, me dijo que le habían asegurado autonomías de muchos mas km de los que hace en realidad, alrededor de 20. En fin, que por A o por B se cansó del juguetito y la dejó tirada unos meses. Como está prácticamente nueva y no la usa ni la va a usar le pregunté si me la quería vender, resultó que le interesa venderla así que fijamos un precio, muy suculento por cierto :D

Ahora viene lo bueno, ¿Para qué quiero yo una bici de 30 kg con un alcance tan reducido si no es para montarle algún invento? Lo primero es quitar la batería de Pb/H2SO4 y ponerle una de 3 a 4kg de Li, una que cargue rápido además. Lo siguiente, instalar algún tipo de generador eléctrico compacto.

Se trata de construir algo así pero que dé 400-500W, en vez de 250W que es lo que da este:
http://www.youtube.com/watch?v=hr3_UPvW-QY

Mi idea consiste en construir una pequeña cámara de combustión que se encargase de alimentar directamente la turbina, sin utilizar un fluido de trabajo. Lo haría casi todo en inox, ya que conozco a un buen tornero que trabaja inox sobre todo. Para los discos tengo disponible inox o duraluminio, aunque lo mejor sería el Inconel. Utilizando el Inconel se podría hacer funcionar a temperaturas mas altas para mejorar el rendimiento, quien sabe, quizá se puede llegar a ese ansiado 45% que se supone han conseguido muchos con estas turbinas.

El generador se pondría en funcionamiento después de haber acelerado la bici (saliendo desde parado), antes de que la carga de la batería bajase de un nivel dado. Con un generador de 500W sobraría para utilizar la bici a "velocidad de crucero" y seguir cargando la bateria a la vez, en acelerones y subidas tendría que tirar del acumulador.

No he encontrado datos fiables sobre la eficiencia, pero por lo que he visto por ahí, una turbina bien diseñada debería de rondar sobre 30-40%, aunque dé una eficiencia de 20 o 15% me doy con un canto en los dientes. Con el 15% de rendimiento estaríamos aprovechando 1,32kWh de los 8,8kWh/litro que contiene la gasolina (por ejemplo), esos 1,32kWh nos dan para casi 2 horas a todo gas (con el motor de 750W), haría al menos 90km/litro. Hay gente por ahí que con turbinas con cuerpo de metacrilato y usando aire comprimido obtienen eficiencias de mas de 30%, o eso aseguran.

Y ustedes, qué piensan de esto?
Acepto todo tipo de aportes, críticas, planos, etc...

Ah he hecho un cutre-esquema del invento en paint:
Imagen
Perdón por el ladrillo
Un saludo

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NotaPublicado: Sab Nov 27, 2010 1:21 pm 
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Registrado: Lun Dic 04, 2006 2:13 pm
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Ubicación: Barrio Buceo
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Sería como una locomotora diesel eléctrica pero con turbina Tesla en lugar de diesel.
Opino que para eso compras una motocicleta.
Mucho peso para el barco.

Salud

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El permanente cambio es una constante universal.


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NotaPublicado: Sab Nov 27, 2010 1:39 pm 
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Registrado: Sab Abr 15, 2006 9:48 pm
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Ubicación: Alicante
jajaja No hombre, si solo era por investigar/cacharrear un poco
Enfócalo como un cacharrito del tamaño de un tetrabrik o un poco más que te permite desplazarte con un consumo mínimo.
Es como el que construye una pequeña maquina de vapor hoy en dia, no lo hacen para mover un tren...

Pero ya he descubierto un fallo, la turbina no es capaz de alimentar el compresor, de ahi q la gente utilice la detonación por pulsos.

saludos

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NotaPublicado: Sab Nov 27, 2010 1:49 pm 
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Registrado: Jue Dic 29, 2005 4:50 am
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Ubicación: Madrid
Efectivamente, como dice Asegade, sería como hacer un pan con unas ostias.

Si para la turbina hay que llevar combustible líquido o gaseoso (aparte de que esa turbina sería el cuento de los mil y un problemas) que se convierten en electricidad para volver a convertirse en trabajo mecánico, ¿por qué no usar el trabajo mecánico directamente?

El concepto de vehículo eléctrico, concepto de finales del siglo XIX pero que con la ingenuidad de los técnicos poco leidos vuelve a reinventarse cada día, supone aprovechar una fuente de energía puntual en un radio de acciòn en torno a esa energía. Es ideal para una ciudad con una central nuclear y un perímetro en torno a esa central. Para autosuficiencia y autonomía se inventó el motor térmico, y los engendros no suponen mayor eficiencia, sino mayor complicación.

Los barcos con motor diesel y turbina obedecen a otras razones prácticas más convenientes para esos barcos, no a un interés de ahorro energético y menor contribución de CO2. Aunque estoy seguro que dentro de poco veremos el misil ecológico y respetuoso con el medio ambiente, falta muy poco para su invento.

Un saludo


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NotaPublicado: Sab Nov 27, 2010 2:48 pm 
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Registrado: Sab Abr 15, 2006 9:48 pm
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Ubicación: Alicante
Disculpe, pero esta usted comparando el tocino con la velocidad, en mi opinión.
Si tenemos una turbina de gas de ciclo combinado que genera electricidad con una eficiencia del 60%, tomamos esta electricidad, y la convertimos en energía cinética por medio de un motor brushless de un 90% de rendimiento (siendo poco generoso) tenemos un rendimiento en la transformación Energía química-Energía cinética del 54%, ahora usted agarre su motor térmico y convierta directamente la energía química del combustible en energía mecánica con una eficiencia térmica del 28% en el mejor de los casos, porque de media no llegaría ni a 20%.

Si para la turbina hay que llevar combustible líquido o gaseoso (aparte de que esa turbina sería el cuento de los mil y un problemas) que se convierten en electricidad para volver a convertirse en trabajo mecánico, ¿por qué no usar el trabajo mecánico directamente?

Qué será más sencillo, discreto, eficiente, económico, fiable,etc... ¿una caja de cambios de cinco relaciones y una reductora de 40000rpm a 300rpm o un par de motores y unos cables? ¿qué perdidas hay con los motores? ¿el rozamiento de los cojinetes de cada motor? Porque otra cosa...
Qué da mas problemas, ¿una turbina con 1 pieza móvil y el único rozamiento de un par de cojinetes o un motor térmico con decenas o cientos de piezas y unos rozamientos muy superiores?

Hombre, si nos ponemos todos en plan locomotora diesel eléctrica...¿cómo consigue un coche gasolina con un consumo de 8-10litr pasar a ser un coche gasolina electrico que consume 4 y poco litros? Solo con diseñar el motor otto, o diesel lo mismo me da, para un sólo régimen de revoluciones y no un abanico de 900-6000, ya me ahorro la rehostia. A eso le sumamos los kg de las ligeras cajas de cambios, arboles de transmision, embrague, diferencial,etc... Tener que mover 100-200kg menos en cada arrancada se nota? o no lo contamos porque nos sobra el dinero para tirar en combustible?

La próxima vez que me disponga a conducir mi bmw 6L de 1500kg, echaré unos 200kg de arena en el maletero, Pa' no hacer un pan con unas hostias.

PD: Yo ya sé que la eficiencia es algo puramente académico, lo realmente importante en esta vida es el coste. Cuando quiera algo efectivo para moverme me comprare una moto querido Asegade, si alguien se quiere desplazar en bici consumiendo gasolina, de manera silenciosa y con toda seguridad mucho menor consumo que tu moto ¿No lo puede hacer? ¿Ahora me dirás que una moto consume menos que una bici?
saludos

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NotaPublicado: Sab Nov 27, 2010 3:58 pm 
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Registrado: Jue Dic 29, 2005 4:50 am
Mensajes: 2242
Ubicación: Madrid
Muy interesantes esos razonamientos, NWP.

Aunque me parece que no están bien ajustados los rendimientos. Una turbina que quema un combustible y lo transforma en corriente eléctrica, que a su vez va a unos motores tiene realmente una eficiencia menor que un diesel directo. Otra cosa es que por razones de maniobrabilidad nos convenga la ventaja de un motor eléctrico para ciertas cuestiones.

No entro a valorar la ventaja de tener una bici eléctrica para hacer deporte o pasearse, pues yendo a ello es más barato para el planeta unas zapatillas pedreras. El deporte o el paseo es un bien para el que lo practica pero un lujo caro para los de alrededor si les implica una molestia o tienen que subvencionarlo. Solo vamos a analizar la ventaja y sentido de esa bici.


Una pequeña turbina, sea de tesla o laval, tiene muchas dificultades de realización. Tras pasar por un alternador y unos motores, el costo total por kilómetro va a ser algo mayor que si aplicamos directamente un motor térmico barato. Tiene poco sentido hacer una bici eléctrica, como tiene poco hacer una moto con cabina de aire acondicionado y ceniceros en su interior. Una bici es una bici y un coche es un coche.

Realmente el consumo energético de una bici es muchísimo mayor, por kilómetro, que un coche. El coche parte de un material que tiene 11.000 calorias por kilogramo a un coste, ya con impuestos de poco más de un euro, mientras que la bici parte de un material con muchas menos calorias por kilogramo cuyo coste, con impuestos, son muchos euros. Si es solomillo, por ejemplo, son 20 euros por kilo, dando el kilo 4.000 calorias, que es menos que el kilo de leña mala.

Pero además, el conductor de bici solo da un máximo de 100 watios hora mantenidos y la mayoría del combustible comido va a funciones de la vida de ese conductor.

Luego en términos ecológicos reales, es decir, en economía pura de rentabilidades, es más ecológico un coche para desplazarse que una bicicleta, a condición de hacer un coche funcional y no de lujo. Eso se cumple totalmente en un trasporte con un camión pegaso por carretera. Si tenemos que hacerlo por bicicleta, solo en términos de combustible nos arruinamos con respecto al pegaso.


Luego es muy importante saber primero que necesitamos realmente, o en que vamos a pasar nuestro ocio y deporte y sentido del lujo o despilfarro.

Un placer


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NotaPublicado: Sab Nov 27, 2010 4:24 pm 
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Registrado: Vie Mar 06, 2009 7:45 pm
Mensajes: 1366
País: España
Ciudad: Barcelona
Como siempre, interesantes comentarios Petersen.

Cuando las proporciones combustible-oxidante son la justas para que se produzca la combustión la temperatura de los gases resultantes es la máxima alcanzable. Con aire será menor que con oxígeno puro, pero será la máxima que se puede alcanzar con aire.

Lo ideal sería alcanzar la temperatura máxima por eso del rendimiento de Carnot, pero eso no es posible, pues una turbina de gas funciona a velocidades de giro muy elevadas. Las propiedades mecánicas de los materiales caen en picado a altas temperaturas, si es que no se funden.

Es preciso bajar la temperatura de combustión.

Hay tres métodos:

Usar un combustible con temperatura de combustión menor. Difícil de encontrar, pues la mayoría de los hidrocarburos y sus mezclas rondan los 1000ºC (con aire). No hay fuentes naturales de combustibles con menor temperatura de combustión.

Meter menos aire del necesario para que la combustión sea completa. El rendimiento no solo baja porque la diferencia de temperaturas entre los focos térmicos es menor, sino que también se reduce porque hay combustible sin quemar en los gases de escape.

Meter más aire del necesario. Se quema todo el combustible y el rendimiento solo cae por la reducción de la diferencia de temperaturas entre los focos térmicos.

El único método práctico es el último, pero tiene un inconveniente. Al meter más aire del necesario, queda un considerable porcentaje de oxígeno en los gases de escape. Oxígeno y altas temperaturas no son el mejor amigo para los metales.

El acero inoxidable deja de ser inoxidable a determinada temperatura. Es preciso utilizar aleaciones más resistentes.

Saludos.


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NotaPublicado: Sab Nov 27, 2010 6:04 pm 
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Registrado: Sab Abr 15, 2006 9:48 pm
Mensajes: 108
Ubicación: Alicante
Disculpa Petersen, con todos mis respetos, yo en ningún momento me he metido en si un transporte es mejor que otro, ni soy pro-ciclismo, ni nada de eso. Yo, exclusivamente, pregunté sobre este tipo de turbinas por si alguien tiene experiencia o información y está dispuesto a compartirlas. Yo no quise venderte nada, ni hacer que te compres una bicicleta para contaminar menos, ni nada por el estilo. Solamente preguntaba por aspectos técnicos sobre este tema. Ojo, yo tampoco quiero exigir respuestas, con que derecho iba a hacerlo? Pero comprende que si preguntas "¿Por qué?" y te responden "Porque sí", pues te puede llegar a irritar.

Estoy de acuerdo en que la turbina no siempre va a ser mas eficiente que el diesel, sobretodo si comparas el peor de uno con el mejor del otro...depende de la situación. La energía eléctrica es la más versátil, o por lo menos así es como la veo yo. Si me planteo el ponerme a montar una maquina como esta, no es en absoluto por la utilidad que pueda tener, mas bien es por su simplicidad, el hecho de ser algo exótico, fiable, sin mantenimiento, etc...vamos, un capricho. Por qué instala la gente motores eléctricos a las bicicletas? no lo sé. Pero ya que está ahi, y a un precio de risa, por qué no aprovechar y hacer algo curioso con ello?


No me quiero imaginar una bici con un motor térmico alternativo como tu propones. Estos motores son grandes, pesados, sucios y con una relación potencia/peso muchísimo mas baja que la de una turbina, qué satisfacción le puede dar a uno montar ese escandaloso engendro?
En cambio, un pequeño generador eléctrico carenado y bien camuflado, es más elegante, aunque fuera menos eficiente que un simple otto (que lo dudo). Si hay montones de personas comprando bicis eléctricas con 20 -30km de autonomía, resulta razonable pensar que habrán diez veces mas personas esperando para comprar una bici con un consumo de menos de 1l/100km. Además, no había pensado que esto no paga ningun impuesto, ni nada, con lo cual tiene sus ventajas. :twisted:

He encontrado un documento completo publicado por un profesor de ingeniería llamado Warren Rice que ha obtenido eficiencias energéticas del 41%, y explica todo detalladamente, pero todavía lo tengo como lectura pendiente. También hay referencias de otros investigadores que las hicieron funcionar entre el 40 y 60%, pero a base de usar muchos discos, un rotor muy largo.

Gracias por tu aporte Jaume, la verdad es que sería muy positivo utilizar el inconel para los discos, que es lo que más sufre, y la fuerza centrífuga en este caso es peligrosa.

Está claro que, como has dicho, hay que mantener una relación aire-combustible con un gran exceso de aire, cuánto, es cuestión de hacer los cálculos. Esto abre la posibilidad de volver a introducir parte del aire de escape en el compresor, junto con una pequeña cantidad de aire fresco. De manera que la concentración sea la misma siempre. La turbina siempre funcionaría generando la misma potencia y con las mismas proporciones, pero no puede trabajar en vacío, hace falta un circuito que la desconecte cuando no haya carga.

Un saludo

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NotaPublicado: Sab Nov 27, 2010 7:25 pm 
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Registrado: Vie Mar 06, 2009 7:45 pm
Mensajes: 1366
País: España
Ciudad: Barcelona
NWP escribió:
La turbina siempre funcionaría generando la misma potencia y con las mismas proporciones, pero no puede trabajar en vacío, hace falta un circuito que la desconecte cuando no haya carga.

Ese es el mayor problema de las centrales con turbinas de gas. Cuando la demanda varía de forma impredecible, es necesario modificar rápidamente las condiciones de trabajo, reduciéndose el rendimiento considerablemente.

En el caso de una bicicleta el problema estará aún más acentuado. Aún si consigues un rendimiento del 40% de nada te servirá, pues las constantes paradas lo reducirán a valores muy bajos.

Los motores de combustión interna tiene mayor ventaja en este aspecto. Su rendimiento no es muy alto, pero la pérdidas por cambios en la carga no son tan acentuadas.

Otro tema que debes tener en cuenta es el ruido. Las turbinas generan elevados ruidos a altas frecuencias. Puede resultar muy molesto tenerla cerca durante un tiempo prolongado.

Respecto a la simplicidad, a simple vista parece que la turbina es más sencilla que un motor de explosión. No es así. Te recomiendo leer algo más serio sobre el tema. No puedo recomendarte nada en especial, pero seguro que buscando un poco encuentras una buena bibliografía.

Saludos.


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NotaPublicado: Sab Nov 27, 2010 8:15 pm 
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Registrado: Jue Dic 29, 2005 4:50 am
Mensajes: 2242
Ubicación: Madrid
Disculpa tú NWP si en mi escrito has encontrado lo que pudiese parecer un asomo de crítica más allá que el simple cuestionamiento en contras y pros de lo que es en principio un asunto de eficiencia mecanotérmica.

Por otra parte, tengo que decirte que en una pequeña turbina acoplada a un alternador he pensado muchas veces para lograr dotar de autonomía a algo que sería enormemente importante y práctico: los pequeños cochecitos de las personas con discapacidades locomotoras, mientras van en espacios abiertos no cerrados. Ahí importa un poco menos el rendimiento total del conjunto que la posibilidad de autonomía.

No cabe duda que con ingenio se pueden encontrar campos de utilidades más extendidas y versátiles que las actuales.


Un saludo


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