Engineering
Distribuzione di macchina a vapore
Apri il regolatore di una macchina orizzontale alimentata ad aria a 6 bar e guarda il cassetto piano precedere il pistone: la sovrapposizione e l’angolo di anticipo dell’eccentrico sono risolti perché la luce del vapore apra dell’anticipo al punto morto e chiuda all’ammissione scelta, esattamente acos(1 − 2c) di angolo di manovella. Accorcia l’ammissione e l’aria si espande nel cilindro, meno aria per joule di lavoro ma meno lavoro per ciclo; carica il freno finché la pressione media indicata non lo sostiene più e la macchina si ferma; metti la manovella al punto morto e non parte. L’entalpia fornita è contabilizzata contro scarico, parete, energia del gas e lavoro indicato, il lavoro indicato contro volano, attrito e freno.
Cosa succede
Una macchina orizzontale da officina con alesaggio 100 mm e corsa 150 mm gira ad aria a 6 bar perché la distribuzione si veda senza condensazione. Un cassetto a D su un eccentrico di 20 mm di corsa ammette aria a ciascuna estremità del cilindro a doppio effetto e la scarica dall’altra; sovrapposizione e angolo di anticipo sono risolti per bisezione perché la luce apra di un anticipo di 1 mm al punto morto e chiuda all’ammissione scelta. Ogni camera ha portata comprimibile attraverso le sue luci in entrambi i versi e scambia calore con la parete; il volano da 3,2 kg·m² porta la manovella oltre i punti morti contro attrito e freno. RK4 a 20 µs; l’entalpia fornita eguaglia scarico, parete, energia del gas e lavoro indicato, e il lavoro indicato eguaglia volano, attrito e freno, entrambi a meno dell’arrotondamento.
Da provare
Leggi l’angolo di ammissione contro acos(1 − 2c); accorcia l’ammissione e confronta lavoro per ciclo e aria per joule; carica il freno fino allo stallo; parti al punto morto e non si muove.
Il modello e i suoi limiti
Aria come gas ideale al posto del vapore, temperatura di parete concentrata, cassetto senza trafilamento né geometria dello stelo, niente condensazione né spazi nocivi oltre una frazione fissa. I valori dell’indicatore sono quelli di questa macchina ad aria.
Equazioni del modulo
Equazioni x_v = e·cos(θ − δ), cos δ = (l + L)/e, θ_c = acos(1 − 2c) A_s = w·max(0, x_v − l), A_e = w·max(0, −x_v) J·dω/dt = (p_h − p_c)·A·dx/dθ − T_f·sgn ω − T_b·sgn ω − c·ω MEP = W_cycle/(2V_s), H_in = ΔU + W_i + H_out + Q_wall
