Esercizio sul ciclo Stirling

CICLO STIRLING Un piccolo sistema cogenerativo (di tipo stirling) è stato installato su un camper, il quale necessita di un impianto di riscaldamento; tale impianto è costituito da un ciclo chiuso di acqua che viene riscaldata e fatta circolare tramite un apposito sistema di pompaggio. Nel motore stirling è installato un circuito elettrico in corrente continua (5A) con una resistenza pari a 80,14 Ω in grado di cedere calore al fluido di lavoro (aria). Sappiamo inoltre che l’albero motore è direttamente collegato a un alternatore, che fornisce potenza elettrica alla pompa, il cui rendimento è pari a 𝜂!" = 0,97. 1) Nota la portata dell’acqua entrante nel camper pari a 23,8 g/s e che la pompa fornisce un Δp di 1,4 bar, nell’ipotesi di attriti dei fluidi e della macchina nulli, scambio termico tra aria ed acqua ideale e perdite rigenerative trascurabili, si calcolino gli effetti utili. [𝑊!" = 3,448𝑊, 𝑄!" = 2000𝑊] 2) Nel caso in cui il rigeneratore abbia una perdita energetica del 2% calcolare quanto deve essere la potenza termica da fornire per ottenere gli stessi effetti utili. [𝑄!" = 2043,57𝑊] 3) Calcolare di quanto varia il ΔT allo scambiatore rispetto al caso ideale (1) nel caso in cui non variamo la potenza termica entrante ma consideriamo le perdite al rigeneratore. [ΔT=-­‐0,4°C] Domanda di teoria: spiegare come funziona un ciclo stirling, grafiare il ciclo ideale su un piano p-­‐v e T-­‐s, ricavare le espressioni di rendimento e effetti utili, definire pregi e difetti.