Enviado en: 08/05/2005 08:42
Por: lukiluke
Hola a todos, soy nuevo en este foro. Me interesa averiguar
las posibilidades que puede llegar a tener el aire comprimido
como vector energético. Después de leer con atención algunos
hilos que tocan este tema, he llegado a la conclusión de sería
conveniente debatir sobre esta estrategia energética desde un
punto de vista más general que el ligado estrictamente al coche
de aire. Como soy el primero interesado en sacar algo en claro
de todo esto no voy a comenzar con afirmaciones, sino
con una invitación a clarificar y discernir.
Pues por empezar centrando el tema es importante recordar
que no hablamos de una fuente primaria (para algunos esto
ya sé que es obvio). Un vector energético es un mediador entre
una fuente primaria y una aplicación (por ejemplo la electricidad
es un vector). Todo vector energético es una cadena que se
compone de tres eslabones: la generación (en el caso del aire
comprimido, es la compresión), el almacenaje y distribución,
y finalmente la reconversión en energía útil en el sitio y en el
momento que precisemos (en este caso mediante descompresión
en una turbina o en un pistón). Si alguno de estos eslabones falla,
el esquema entero está comprometido. Por tanto, hay que analizar
con cuidado los tres.
Personalmente creo que hay posibilidades muy interesantes, pero
como soy el primero en aburrirme cuando hay que leer mensajes
muy largos, voy a cortar aquí. Adelante otros.
lukiluke
Llega un pavo a un bar y dice glugluglugluglu
Enviado en: 24/05/2006 23:54
Por: Kazbayadum
Sin animo de ofender. Un rendimiento energetico del 36% es algo bastante malo, a mi modo de ver y mucho más para un vector energetico!! cuya mision es tener precisamente el mayor rendimiento.
En esta web se debate, en mi opinion, el mal uso y el derroche de la energia que se esta dando hoy en dia gracias a sistemas imperfectos e ineficientes que derrochan la energia (y tambien nosotros con nuestro mal uso, por supuesto) porque la menosvaloran solo por su bajo precio, sin darse cuenta que esa energia barata tiene una vida limitada y despues vendran las vacas flacas para siempre y las vacas gordas no volveran.
Y ya para acabar, dado que no voy a volver a hablar de esta empresa.
No he visto en toda la web nada nuevo, ni tampoco una explicacion del motor. Es más, juraría que es un timo.
Nota:
Por si no quedara claro 36% de rendimiento viene de:
60% de rendimiento de compresion x 60% de rendimiento de descompresion = 36% de rendimiento total
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 08/05/2005 10:49
Por: PPP
Lukiluke:
En el primer eslabón de la cadena, que dices es la generación (y entre paréntesis pones la compresión), te estás olvidando de la madre del cordero de esa compresión: la energía, el tipo de energía uqe va a comprimir ese aire. ¿De donde sale? Si es electricidad, ¿no se podrán hacer cosas más útiles que comprimir aire para luego descomprimirlo realizando un trabajo en otros sitio? Si es petróleo o gas natural, ¿no pasará algo similar que con la electricidad?
Y finalmente, si el aire se comprime utilizando leyes físicas que relacionan presión, volumen y temperatura, ¿Cuanto tiempo puede permanecer el aire comprimido en un de terminado volumen, antes de que las pérdidas por temperatura reduzcan a cero la energía que ha costado comprimirlo? Pregunta que ha quedado sin responder en este foro. El depósito de gasolina, a pesar de ser algo volátil, puede permanecer AÑOS, si está mínimamente cerrado, conteniendo aproximadamente la misma cantidad de energía potencial. ¿Cuánto tiempo puede permanecer la energía del aire comprimido en un depósito al aire libre, sin que las fugas por diferencia de temperatura se la lleven al aire libre?
Saludos
Saludos
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 08/05/2005 11:19
Por: mihe
Perdona mi ignorancia PPP,
si no existe ningun tipo de fuga, aunque exista transferencia de temperatura, ¿tambien se pierde energia?¿La cantidad de materia dentro del tanque disminuye?
Personalmene a mi el aire comprimido como vector energetico me parecia bastante interesante. Un poco mas seguro que el hidrogeno y mas comodo que elevar agua o cualquier otro liquido. Y yo pensaba que con menos perdidas energeticas que si lo almacenas en baterias, pero ahora con lo que has escrito PPP creo que voy a tener que cambiar de opinion.
He encontrado varias paginas interesantes sobre esto, y no consigo comprenderlo bien del todo, ¿alguna de estas leyes explica la perdida de energia que has comentado:
ley de charles[*1]
ley de boyle[*2]
Gracias por adelantado.
edito para añadir mas cosas:
En tu comentario pones que la energia se quedara a cero, lo que yo entiendo es que habra una perdida de energia, pero cuando se iguale las temperaturas, todavia existira una presion, la cual hara que ese aire comprimido tenga energia. ¿Estoy en lo cierto ?
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 08/05/2005 17:02
Por: whirlwind
Hola,
He colgado en mi página un .rar con cálculos hechos en una hoja de Mathcad, simulando los procesos de compresión, almacenamiento y expansión de aire. Contiene un PDF y la hoja de Mathcad, por si alguno tiene el programa y quiere "trastear" cambiando presiones, tamaños...
AireComp.rar[*3]
A ver qué opináis. Espero no haber metido la gamba en algun sitio.
Un saludo
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 08/05/2005 21:19
Por: victorluis
Lukiluke y Whirlwind:
Como ya expresó Pedro la entalpía de un gas comprimido depende de la presión y la temperatura, el proceso de compresión no es adiabático y existen perdidas considerables de calor en el mismo, de hecho los grandes compresores industriales de varias etapas tienen que llevar refrigeradores intermedios, lo mismo ocurre con el deposito que pierde fatalmente la parte de entalpía de origen térmico.
Y ahora para Whirlwind: He intentado ver tus cálculos en tu pagina pero no he podido, quizá he hecho algo mal, a los "carrozas" ya nos pasó el tiempo de la informatica, pero me gustaría verlos si es posible.
Un saludo
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 08/05/2005 21:34
Por: PPP
Mihe:
Se trata de l oque dice Victor Luis.
La fórmula no es ninguna de las que mencionas. Es la de
P*V = n*R*T donde p es la presión, V el volumen (para un depósito determinado se supone constante), n es el número de moles del gas; R la constante universal de los gases y T la temperatura.
Si sube P, sube T. Si la T del gas del interior es superior a la T del ambiente, esta tiende a bajar con el tiempo, por muy bien aislado que esté el depósito. El calor (energía) se va al aire exterior y por tanto, termina bajando la P con el tiempo, a medida que baja la T hasta que llega a la temperatura medioambiental, que es algo que cambia día a día, con lo que hay intercambio permanente de calor entre el depósito y el ambiente. A eso me refiero, a que la energía gastada en compresión, no permanece incólume dentro del depósito.
Saludos
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 08/05/2005 21:39
Por: whirlwind
Victor Luis,
La forma segura de bajarlo, independientemente de la configuración del navegador, es clic derecho->guardar destino como...
Un saludo
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 08/05/2005 23:04
Por: mihe
[QUOTE BY= PPP] Mihe:
Se trata de l oque dice Victor Luis.
La fórmula no es ninguna de las que mencionas. Es la de
P*V = n*R*T donde p es la presión, V el volumen (para un depósito determinado se supone constante), n es el número de moles del gas; R la constante universal de los gases y T la temperatura.
Si sube P, sube T. Si la T del gas del interior es superior a la T del ambiente, esta tiende a bajar con el tiempo, por muy bien aislado que esté el depósito. El calor (energía) se va al aire exterior y por tanto, termina bajando la P con el tiempo, a medida que baja la T hasta que llega a la temperatura medioambiental, que es algo que cambia día a día, con lo que hay intercambio permanente de calor entre el depósito y el ambiente. A eso me refiero, a que la energía gastada en compresión, no permanece incólume dentro del depósito.
Saludos[/QUOTE]
Te agradezco mucho la explicacion PPP, pero hay una cosa que se me queda en el aire, y te puedo asegurar que estoy fascinado con la idea de que se pierda toda la energia.
Entiendo que se terminen igualando las temperaturas, y con ello exista una perdida de energia, pero ¿influye que pasen varios dias, y que la temperatura vaya variando de forma ciclica para ir perdiendo mas y mas energia?
entiendo ademas, que por ejemplo, si sacas el deposito en pleno verano, el aire del deposito a 40 Cº tendra mas energia que si lo sacas una noche de invierno a -15 cº
Entiendo que la materia no se escapa del deposito, y siempre quedara una presion minima, no se , si metes en aire a 300 bar, que al final se quede en 280, ¿no?
Un saludo !
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 08/05/2005 23:09
Por: mihe
[QUOTE BY= whirlwind] Hola,
He colgado en mi página un .rar con cálculos hechos en una hoja de Mathcad, simulando los procesos de compresión, almacenamiento y expansión de aire. Contiene un documento word y la hoja de Mathcad, por si alguno tiene el programa y quiere "trastear" cambiando presiones, tamaños...
AireComp.rar[*4]
A ver qué opináis. Espero no haber metido la gamba en algun sitio.
Un saludo[/QUOTE]
whirlwind,
acabo de ver tu documento, y me ha parecido muy clarificador, esto es a lo que yo me referia en los post de antes, que hasta que se iguala la temperatura pierdes energia, pero no la pierdes toda, y segun puedo comprobar, ademas, el rendimiento de ese trabajo es bastante bueno. Te recomiendo que te leas el post que hay sobre "el coche de aire comprimido", hay mucha info sobre este la utilizacion del aire comprimido.
Un saludo !!!!
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 08/05/2005 23:30
Por: whirlwind
Sobre lo que comenta Victor Luis del intercooling, es verdad, se hace para no degradar el rendimiento isoentrópico de las etapas sucesivas. Pero la mayoría de los cálculos se hacen suponiendo las turbomáquinas como adiabáticas.
En los cálculos no he incluido dicho rendimiento porque el objetivo principal era calcular la pérdida por el almacenamiento, aunque lógicamente habría que tenerlo en cuenta para hacer un cálculo más fino.
Un saludo
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 08/05/2005 23:32
Por: lukiluke
Bueno bueno, me parece que os ha picado la misma avispa que a mi.
Esto del aire comprimido os aseguro que engancha.
Tengo mucho interés en que de este hilo acabemos aprendiendo todos,
yo el primero, así que como veo que hemos empezado a ordenar
bien la discusión comenzando por el principio: la compresión, voy a
comentar lo que sé. En primer lugar el aire comprimido no pierde
su capacidad energética con el tiempo.
Naturalmente que se equilibrará la temperatura con la del exterior, pero
la presión no, a no ser que tenga un agujero por el que pierda aire.
Generalmente las posibles pequeñas pérdidas pueden ocurrir en procesos
de trasvase, pero un depósito de acero bien cerrado, conteniendo aire
comprimido a 500 bares, y a 25 grados de temperatura, seguirá estando
igual dentro de años. ¿Cuántos?, depende de la fatiga del material, pero
no de ninguna temperatura del aire.
Pero comenzando con el tema de la compresión,
es importante saber si estamos de acuerdo en esto:
como menciona PPP, la compresión es una conversión de
una energía en otra (por ejemplo electricidad en aire comprimido).
La calidad de este proceso de conversión
depende de lo hábiles que seamos para mantener la
temperatura del aire que queremos comprimir constante.
Para ser concretos, supongamos que queremos conseguir 1 m3 de aire
comprimido a 500 bares y a temperatura ambiente (25ºC).
Cuanto más isotermo sea el proceso de compresión, menos trabajo tendremos
que realizar para lograr nuestro propósito. Esto se consigue esencialmente de
dos maneras:
1. utilizando materiales y diseños que optimicen el intercambio de calor
del aire con la atmósfera
2. haciendo que la compresión sea lo más lenta posible
En la realidad ninguna compresión es isoterma, esto es una idealización.
Al final queremos un determinado caudal y eso nos exige un ritmo en general
alto en el pistón.
En el extremo opuesto a la compresión isoterma encontramos la adiabática. En ella
la temperatura del aire sube porque no se transfiere calor al exterior al ritmo
suficiente, igualmente por dos razones posibles:
1. las paredes no son buenas conductoras de calor (paredes adiabáticas)
2. ó, la compresión es demasiado rápida.
Si el aire en el interior se recaiienta nos va a exigir un extra de trabajo
para completar el recorrido del pistón. Al final, tendremos aire comprimido
a mayor temperatura que la inicial. Con el tiempo, es verdad que
acabará equilibrandose con la temperatura exterior. El resultado
final será el mismo por ambos métodos, o por cualquiera intermedio,
ya que solo depende de la temperatura (la exterior), el volumen y
la cantidad de aire que hemos encerrado (la presión se ajusta por la
formula de los gases perfectos p=mRT/V). En nuestro ejemplo, siempre
acabaremos con 1m3 de aire a 500 bares y 25ºC.
La diferencia entre una estrategia y otra reside en el coste energético.
Siempre la compresión isoterma es la más económica, y por tanto debemos
intentar aproximarnos a ella todo lo que podamos.
Bueno, me parece que me está quedando un poco largo. Me gustaría
saber si se entiende, si estamos de acuerdo, o si hay que matizar algo,
antes de pasar a poner más detalles o fórmulas.
Un saludo a todos.
lukiluke
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 09/05/2005 00:26
Por: Alb
Hola lukiluke y bienvenido al foro.
Iba a escribir un mesaje sobre por que no se pierde la energia almacenada como aire comprimido... pero veo que ya lo has explicado perfectamente. Asi que eso que me ahorro.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 09/05/2005 00:47
Por: victorluis
El considerar los compresores como procesos adiabaticos es una pura ficción académica de las multiples que emplean los profesores de termodinámica que nunca han manejado una instalación industrial, los ciclos nunca son ideales.
Tampoco los podemos considerar isotermicos, sería otra ficción ya que el proceso real no puede ser tan lento.
Si queremos afinar el cálculo del rendimiento haremos:
energía eléctrica absorbida por el motor/ energía mecánica en el eje/ perdidas térmicas disipadas en la compresión (enfriadores)/rozamientos y perdidas mecánicas del compresor/ perdidas termicas en el deposito para igualarse con la temperatura ambiente/energía acumulada en presión en el deposito una vez estabilizado a la temperatura ambiente.
El cociente entre el último término y el primero darán el rendimiento global del proceso, que en las instalaciones reales es mas bien bajo. El rendimiento del motor neumático es alto pero si pensamos en el eléctrico como alternativa con celulas de combustible también lo es.
Si además consideramos que haciendo un mix entre las centrales térmicas convencionales y los ciclos combinados el rendimiento del KW-h eléctrico no llega al 40% del KW-h térmico (considerando las perdidas del transporte) resulta mucho mas interesante usar gas natural (celulas de combustible) que usar aire comprimido.
Estamos hablando de como mucho un 22/25% frente a un 50/53 % de las celulas.
No le deis mas vueltas al tema, el aire comprimido se usaba en las minas de carbón donde existían tractores con ese sistema, y se cambió por tractores de baterías eléctricas con mejor rendimiento en los lugares que el "grisu" (metano) lo permite.
A principios del siglo XX ya circuló por París un omnibus accionado por aire comprimido, durante muchos años, antes de la epoca de los misiles, el aire comprimido accionaba las helices de los torpedos navales, es un tema muy estudiado que ya no da mas de si.
Un saludo.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 09/05/2005 03:02
Por: Miguel
Saludos a todos:
Veo que este hilo, que por razones obvias me interesa, ha comenzado a un nivel que yo no soy capaz de seguir. Intentaré por tanto intervenir lo mínimo, para que no se diga que el nivel técnico baja. Solo decir a Victorluis que no estoy para nada de acuerdo en que el aire comprimido sea:
tema muy estudiado que ya no da mas de si , a lukiluke darle las gracias por explicar una vieja pregunta de Pedro que yo aun no había sabido contestar y a Alberto decirle que: ¡ya te vale!: dices que sabias contestarle a Pedro lo que el dice que el deposito se vacia con el tiempo y no lo has hecho hasta ahora ( de broma eh).
Incluyo una fotografia de algo que ya tenemos terminado y que posiblemente comencemos a fabricar antes del coche. Dado que hablamos de un elemento sencillo, creo que tan solo hay que estudiar sus rendimientos y los interesados verán facilmente su viabilidad o no. En cuanto pueda adjuntaré los datos.
Miguel
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 09/05/2005 10:07
Por: lukiluke
Querido Victor Luis, con tu permiso, vamos a seguir dándole
algunas vueltas. Y no porque pensemos que la gente no lo ha hecho
antes, sino porque a veces las mismas ideas tienen distinto
sentido según la época. Curisamente en la historia reciente del
transporte el aire comprimido y el hidrógeno han tenido un destino paralelo. A finales del siglo XXI se empezaron
a perfeccionar máquinas de ferrocarril impulsadas por aire comprimido.
Podéis encontrar una retrospectiva preciosa en
esta página[*5] ,
así que no voy a extenderme. Fíjaos cómo, a finales
de los años 30 menciona, la fiabilidad de las máquinas de combustión
interna, unido al precio tirado del petróleo barrieron tanto al aire
comprimido en tierra, como al hidrógeno en el aire. ¡Incluso
de las estanterías de las librerías! Tan es así que
si compras un libro de neumática hoy, a penas verás tablas
que pasen de los 30 bares. Sencillamente la neumática está pensada
para aplicaciones rápidas de alto valor añadido (por ejemplo
el torno del dentista). Fijate también, que 70 años
después, cuando el petróleo empieza a subir de precio,
de nuevo el hidrógeno, y quizás el aire comprimido vuelvan
a la palestra. No eran malas soluciones, sencillamente son
más vulnerables ante la aparición de soluciones fáciles y baratas.
Esto sólo nos debe servir para ser cautos y realistas, pero no
necesariamente pesimistas y desdeñosos.
Llegados a este punto, creo que tu punto de vista, esta demasiado
influido por el tema del transporte. Es por eso que me pareció.
importante separar este hilo del del coche de aire.
De las intervenciones en este hilo, deberíamos empezar
a ver que hay dos componentes inseparables de la
gestión energética mediada por aire comprimido (neumoenergética):
1. un peso considerable (1 kg por cada m3N de aire)
2. la inherente necesidad de movilizar calor (tanto en la compresión
como en la descompresión)
Estos dos ingredientes vienen a decir, que entre las posibles
aplicaciones de la neumoenergética, las relacionadas con la
automoción quizás sean de las menos esperanzadoras. Por el contrario
deberíamos esperar mejores noticias de aplicaciones estáticas, en las
que el intercambio de calor no sólo sea posible sino además un
beneficio extra (esto recibe vulgarmente el nombre de co-generación).
Per bueno, no quiero extenderme hablando en genérico,
creo que hay buen nivel para que pongamos números a las
frases. Así que propongo el siguiente ejercicio: 1MWh es
una buena medida de una cantidad energética palpable.
Una casa normal suele consumir unos 10kWh al día, es decir, 300 kWh
mes, o sea que estamos hablando de unos 3 meses de consumo
doméstico. Me gustaría disponer de reservas para ese tiempo
en mi casa. ¿Cuánto aire comprimido necesito a 25ºC de temperatura
ambiente si dispongo de un volumen presurizable de 10 m3?
Venga chicos, a ver si nos sale la cuenta y ponemos una empresa.
lukiluke
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 09/05/2005 10:24
Por: PPP
Lukiluke dijo:
un depósito de acero bien cerrado, conteniendo aire
comprimido a 500 bares, y a 25 grados de temperatura, seguirá estando igual dentro de un año. Cuántos, depende de la fatiga del material, pero no de ninguna temperatura del aire.
Dos precisiones.
Una. cuando se toma aire del exterior para meterlo en el interior de un depósito, si fuera está a 1 atmósfera y 25ºC y dentro se quiere poner a 300 atmósferas, aplicar la fórmula y ver la temperatura que queda dentro. Ese calor es el que se vuelve a escapar al exterior en función del tiempo que transcurre y el diferencial, hasta que se equilibra. Si te tomas la molestia de enfriarlo para conseguir que esté a 300 atmósferas y 25 ºC gastas la energía por adelantado. Y siempre gastarás más energía que la adicional que consigues acumular por ponerla a esa temperatura más baja. Termodinámica.
Dos. Incluso cuando consigues poner el aire del depósito a 300 atmósferas y 25 ºC, el problema con el que te encuentras, es que si vives en Varsovia, puedes pasar seis meses al año con temperaturas externas por debajo de cero, muchas horas al día. Si dejas el coche en la calle, sigues perdiendo, palmando energía, que diría un castizo.
Por eso, lo que algunos esperamos ver es ese comportamiento a lo largo de un año REAL en condiciones REALES en el mundo REAL.
Tres y último. Y si finalmente consigues aire a 300 atmósferas enfriado, por ejemplo, a 2 º C, cuando llega el verano y viene un pelotazo a 30 ºC sobre cero en el exterior, ver que sucede con la presión y con las posibles consecuencias.
Esas son las cosas que queremos ver, como dicen los chuletas de barrio, EN LA CALLE.
Saludos
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 11/05/2005 11:38
Por: lukiluke
Alb, lo has explicado bastante bien, pero no todo el trabajo
de expansión proviene de la recuperación térmica.
Como dice jprebo perfectamente, hay dos componentes. Una es la
adiabática y otra la que le falta para convertirse en isoterma.
La primera es el trabajo que de todas maneras hace un pistón
cuando se expando aunque las paredes sean impermeables al
calor (como si fuera un muelle). La formula es
Wadiab = (p_fV_f-p_iV_i)/(0.4)
La otra parte es la que proviene de la recuperación térmica, debido
a que al expandirse se enfría, y traga calor. Si el
proceso fuese isotermo (es un límite ideal) el trabajo valdría
Wisot= nRT ln (p_f/p_i)
Bueno, formulas a parte, a groso modo, Wadiab viene a ser
la tercera parte de Wisot. Por lo tanto la recuperación térmica
es 2 veces la parte adiabática.
¿Estamos todos de acuerdo?
luke
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 11/05/2005 11:45
Por: lukiluke
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 09/05/2005 15:10
Por: lukiluke
A ver PPP, no es correcto lo que dices. Parece que conoces algunas
fórmulas, pero no las usas bien (o no entiendo lo que dices).
En fin, aquí es dificil escribir ecuaciones, así que
se puede poner alguna de vez en cuando, pero
no podemos repasar toda la termodinámica de gases ideales.
Te recomiendo un ¡enlace erróneo!
que usamos en otro foro, para andar
por casa.
Lo más importante que debes saber es que la transferencia de
calor a la atmósfera no implica una pérdidad de energía.
Hay dos componentes del calor transferido. Una es la mínima
que puedes y debes transferir para mantener tu temperatura
estable. Esa no es una pérdida, sino todo lo contrario:
una inversión que podrás recuperar de la atmósfera haciendo
el proceso inverso, es decir una expansión (igualmente isoterma).
Es poco intuitivo, pero fíjate que esta
energía no está ya más en tu contenedor. Tu bombona de aire
comprimido actua como una tarjeta de crédito en el cajero.
Sirve para inyectar calor en un banco que es la atmosfera,
(por ejemplo en Segovia) y recuperarla después descomprimiendo
(si quieres, en Pekín). El valor de esta parte es
Wisot= pV ln(p/p_0)
para una compresión (o descompresión cambiando el signo)
desde una presión p_0 a otra p.
Si tu compresión es rápida, tienes que usar otra fórmula
Wpol= (pV-p_0V_0)/(g-1)
donde g es un parámetro que varía entre 1 y 1.4
Se denomina coeficiente politrópico y en los
casos más extremos vale 1 para un proceso estríctamente
isotermo, y 1.4 para uno estrictamente adiabático.
Bueno, pues la otra componente, la
diferencia Wpol-Wisot supone un trabajo extra
(calor) que sí que pierdes irremisiblemente. Por eso la compresión
(descompresión) es mejor cuanto más se acerque g a 1 en tu proceso.
Para que te hagas una idea, yo he visto archivos en los que
MDI clama que su motocompresor alcanza un valor de g=1.15,
En fin, no sé si aún hoy lo sostienen, pero a mi me
parece excesivo. En cualquier caso, el tiempo lo dirá.
lukiluke
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 09/05/2005 15:18
Por: egoi
Veamos.
Un vector energético se utilizara teniendo en cuenta dos premisas en mi opinión. Eficiencia y versatilidad.
Que ventajas tiene el aire comprimido respecto a por ejemplo el hidrogeno y la electricidad?
Y por mucho que alguien se empeñe, un gas no puede estar siempre con la misma energía como bien a dicho pedro. Lo mas útil en ese caso es el elevar un liquido a un nivel superior (si se quiere conservar la energía en largo tiempo sin apenas perdidas).
Saluditos
Egoi
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 09/05/2005 15:32
Por: mihe
Conclusiones que he sacado, yo que no tengo mucha idea del tema:
- Al igualarse las temperaturas del aire que acabas de comprimir, y la atmosfera pierdes energia.
- La energia que se pierde es solo una parte de la total, llegando al punto en el cual no se pierde mas energia, ya que la temperatura se iguala con el exterior. solo se perderia, por ejemplo, si se situa el deposito en una zona mas fria, e incluso, se ganaria si se llevase a una zona mas caliente.
- El rendimiento teorico del almacenamiento usando aire comprimido es bueno, sin tener en cuenta despuse que aplicacion se le de y las perdidas que puedas tener.
- Es menos peligroso que almacenar hidrogeno, aunque a determinados bares no me gustaria estar cerca si aquello se raja o estalla.
- Tiene mejor rendimiento que guardar electricidad en baterias (¿no?)
- Es menos aparatoso que elevar un liquido a determinada altura.
Un saludo !
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 10/05/2005 10:55
Por: Dopou
Muy buenas,
Es la primera vez que escribo pero creo que escribo, pero me gustaría puntualizar que el potencial energético de un depósito, depende de la entalpía del fluido de su interior.
La entalpía es una variable de estado, esto es, depende únicamente de los estados inicial y final, y no del camino seguido.
Un estado termodinámico, puede definirse generalmente mediante tres variables como son la presion, el volumen y la temperatura.
Si, como en nuestro caso, el volumen permanece constante, únicamente dependerá de las otras dos variables (P y T).
LA entalpía h=u(T)+P*V. De esta definición de entalpía, se deduce que hay una parte que depende de la T (es la relativa a la energia interna del aire), y otra parte depende de la P.
Así, si comprimimos con un compresor real un gas, éste se calentará y aumentará su presión, alcanzando un estado X de entalpía. Al cabo del tiempo, la temperatura del fluido comprimido se habrá igualado a la del ambiente (sumidero), por lo que únicamente quedará en el depósito la entalpía debida a la presión (que podrá ser muy elevada aún), por lo que se podría emplear como vector energético.
Como fuente de energía para realizar la compresión, se podría emplear la energía eólica en los periodos llano de demanda.
Yo personalmente sigo pensando que el Hidrógeno es el vector del futuro, pero, como en el caso de las nucleares, la gente dice que no sin escuchar a razones y eso no hace mas que retrasar el desarrollo de una región, ya que hoy por hoy, es imposible satisfacer las necesidades energéticas con renovables (y lo digo yo que trabajo para una empresa de renovables....)
Saludos
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 10/05/2005 11:45
Por: lukiluke
Hay muchas definiciones de contenido energético. Lo importante
es saber cuál es la útil para cada proceso. Aquí lo que nos
interesa es saber cuánta energía podemos extraer. Eso no sólo
depende del estado interno, sino del exterior. La presión
interna sólo podrá producir trabajo hasta que se iguale con la
externa, el calor también se trasvasa hasta que se igualan
las temperaturas. En términos más precisos, a esto se le
llama no energía, sino exergía, y no es una propiedad interna
de un sistema, sino del sistema en un determinado entorno.
Lo que nosotros consumimos cada día no es energía, sino
exergía. Es decir, degradamos calidad energética, porque la
energía es, por definición, una cantidad que se transforma pero
globalmente se conserva.
Volviendo al contenedor, para saber si es un vector viable o no
me parece que no tenemos mas remedio que poner algunos
números.
Así que retomando a una propuesta que hice en un mensaje anterior
para poder recuperar 1MWh de energía a
partir del aire comprimido contenido en un recipiente de 10M3
debo empezar diciendo cómo lo voy a descomprimir.
Si supongo una descompresión ideal isoterma (un pistón lento
y buenos instercambiadores), entonces
debo usar Wisot = 1MWh = (pV ln p)/36000
(el 36000 es para que sea en MWh)
Sustituyendo sale p=568 bares.
Por el contrario, si la descompresión es muy rápida y adiabática
para la misma presión inicial obtengo
Wabiat = 330 kWh. Esto es más o menos el patrón siempre.
La parte de energía digamos mecánica, la que obtenemos
aunque no recuperemos calor de la atmósfera supone 1/3 de
la isoterma.
Si queremos ser realistas, podemos suponer
algo intemerdio. Algo conservador
como un 50% de recuperación térmica,
es decir W = 2/3 Wisot~660 kWh.
Resumiendo, y por redondear cifras
si en 10m3 encerramos aire a
600 bares, disponemos de unos 700 kWh
mecánicos útiles a la salida del descompresor.
Evidentemente, si con eso queremos electricidad
hay que añadir la perdida en el alternador, pongamos
un 10%, lo cual nos deja en números redondos
en 600kWh en el enchufe.
Pregunta: ¿Alguien saber cuáles son los números
análogos para el hidrógeno? Supongamos que
compartimos el mismo contenedor de 10m3.
¿Cuánto hidrógeno necesito para obtener 600kWh,
en el enchufe, y por tanto, a qué presión debo
guardarlo a temperatura ambiente?
(esto es un punto que con frecuencia se olvida: el hidrógeno
es un vector muy complejo con muchas etapas en su
utilizacion. Una de ellas es la compresión, se habla
de 350-700 bares en aplicaciones automovilísticas.
Este trabajo de compresión nunca se recupera por
descompresión, es sólo a efectos de almacenaje, y
debe incluirse en la tasa de rendimiento final global).
lukiluke
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 10/05/2005 13:16
Por: Antonio
Todo entendido sabe que en atmósferas explosivas, el motor neumático es lo suyo. Del de explosión ni hablamos y los motores eléctricos, junto con sus instalaciones, tienen que ser herméticos pues una chispas nos manda el tinglado a hacer gárgaras.
Pues bien. O la ponzoña en nuestras ciudades se torna explosiva, o el motor de aire va de cráneo. Siempre y cuando los adelantos de la técnica, no den con la forma de cultivar aire comprimido.
¡No abras ese melón¡ Que la espichamos.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 10/05/2005 17:27
Por: PPP
Veamos, Lukiluke. Empiezas primero diciendo que te gustaría sacar algo de este foro, Victor Luis y Dopou te hablan de entalpía y yo te pongo la fórmula
P*V = n*R*T donde p es la presión, V el volumen (para un depósito determinado se supone constante), n es el número de moles del gas; R la constante universal de los gases y T la temperatura.
Y ahora sales diciendo que no es correcto lo que digo.
Empecemos a entendernos en el mismo lenguaje:
¿Qué es lo que no es correcto, la fórmula?
Y si la fórmula es correcta y el volumen es constante, ¿no es menos cierto que la presión y la temperatura son factores directamente relacionados en la fórmula, si una sube la otra tiene que bajar y viceversa, respectivamente? ¿O vamos ahora a creer en los milagros?
No estoy proponiendo que repasemos toda la física de gases.
Apenas te voy a proponer que utilices la ley de Boyle-Mariotte, que se basa en que a temperatura constante P1*V1 = P2*V2 o la de Guy Lussac, que establece que la presión de un gas en un volumen constante es directamente proporcional a la temperatura absoluta, mediante la fórmula
P1/t1 = P2/t2
Ambas combinadas, dan lugar a la ley general o combinada de los gases, que dice que ( P1 V1 ) / t1 = (P2 V2 ) / t2
Creo que lo más importante que debes saber tu, es que esas leyes son muy básicas, no exigen ecuaciones diferenciales ni integradas y vienen a decir que si mantienes el volumen constante en un depósito rígido, por ejemplo, y tomas aire de la atmósfera a aprox. 1 atmósfera de presión y a una temperatura ambiente determinada y la metes a 300 atmósferas, la temperatura sube para que pueda seguir habiendo 300 atmósferas, exactamente en la proporción de la fórmula. Hasta ahí mis conocimientos de física.
Y una vez confinado el gas a 300 atmósferas y a una determinada temperatura, superior a la anterior, si por el intercambio de la temperatura del gas en el interior con el aire del exterior, la temperatura interior baja (y lo hará sin duda con el paso del tiempo, porque no existen los aislantes perfectos. A eso se le llama fuga y en ese proceso siempre se pierde energía), tendiendo naturalmente a equilibrarse con la exterior, la presión baja o aquí alguien saca del baul de Houdini algún truco.
Eso por no hablar de las pérdidas de compresión y por no hablar de que estamos con gases que no son ideales, especialmente el aire y que, como es natural, se comportan peor que los ideales.
Espero que ahora se me haya entendido mejor. Esto me recuerda al debate que ha habido recientemente en otro foro de energía sobre un tipo que decía que algunos mendigos en la rebusca de basuras se habían electrocutado al tocar televisores tirados al basurero hacía años. Ha tenido que salir un tipo ya viejo como yo, a decir que los únicos televisores que acumulaban energía eran los que iban a válvulas y exigían condensadores de gran capacidad. Yo también recuerdo haber trabajado con ellos y ciertamente acumulaban carga eléctrica suficiente como para dar un buen cacharrazo al técnico, si estaba recién cargado y uno tocaba las dos bornas por descuido. Solían ser de unas tensiones nominales de entre cientos y pocos miles devoltios, con una corriente relativament epequeña pero muy molesta. A alguhnos con el corazón delicado si lo pudo electrocutar en aquellos tiempos, pero todos aquellos chalados que trabajábamos con aquellos viejos cacharros, sabemos desde hace mucho tiempo que
a) No hay almacén gratuito ni perfecto de energía
b) No hay energía que mil años dure almacenada por el hombre (la naturaleza parece que si puede almacenarla por más tiempo), ni siquiera la hidráulica, si no la mantienes.
c) No hay móviles perpetuos.
d) No hay equipos que no tengan fugas
y por tanto, nadie sabe que aquellos condensadores hayan podido almacenar carga más allá de unos pocos meses, antes de que el dieléctrico (en este caso, el aislante eléctrico entre los dipolos de un condensador) y el propio aire, vayan haciendo, debido a la imperfección natural de su estructura, que las cargas salten del lado donde están acumuladas con diferencia de potencial, hacia el que hay menos. Hasta que deja de haber diferencia de potencial. Es muy sencillo y muy natural. Y con el gas comprimido, pasa lo mismo.
Por eso, sin dudar de que los equipos de aire comprimido funcionen (sean capaces de realizar un trabajo mecánico al descomprimir el aire) poco tiempo después de haber comprimido el aire en sus depósitos, volviendo a descomprimirlo (una de las frases favoritas de Miguel era algo así como que el tubo de escape se quedaba con escarcha; algo que todos sabemos que pasa cuando una bombona de camping gas se descomprime con rapidez por accidente y ese cambio brusco o energía perdida en refrigerar el ambiente a la salida, resta eficacia al trabajo mecánico que se supone se busca desarrollar) queremos saber la tasa a la que se pierde la energía acumulada en función del tiempo y de las características particulares del dispositivo que guarda el aire comprimido. Simplemente por estar comprimido en un medio no perfecto y en un ambiente externo cambiante.
Por cierto, el resumen que manejais en el otro foro
http://cienbares.dyndns.org/download/FisicadelAC_v1.pdf
para andar por casa, no sale en la web
Saludos
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 10/05/2005 23:38
Por: Alb
PP, te preguntas:"¿Cuanto tiempo puede permanecer el aire comprimido en un de terminado volumen, antes de que las pérdidas por temperatura reduzcan a cero la energía que ha costado comprimirlo?Pregunta que ha quedado sin responder en este foro."
Creo que llevas tu pesimismo y tu poca confianza en la ciencia a limites poco razonables. Quizas la ciencia no vaya a solucionar la CE ni tenga respuesta para todo... pero si permite explicar como se comporta un gas comprimido.
Para que Miguel no se me queje lo explico ;)
La cosa tiene mas miga, de lo que parece. De hecho siendo rigurosos, Miguel, lukiluke y yo mismo hemos estado equivocados y PPP tiene razon.
Imaginenos que cogemos aire a 20 grados(temperatura atmosferica) y la comprimimos hasta 300Bares, gastando un trabajo W. Como la compresion isoterma es no posible en la practica, el aire al final estara a una temperartura T >20ºC en poco tiempo la bombona se enfria disipando energia y alcanzando el equilibrio 20ºC.
¿Cuanta energia encierra la bombona de aire comprimido?
Esto es muy sencillo de calcular
Energia=Capacidad calorifica(Tfinal-Tinicial)
Como la temperatura inicial y final son iguales(20ºC)
La energia almacenada en la bombona es CERO y el rendimiento de la compresion es 0/W=0
Sorprendente verdad!!! Cuesta de creer que hayamos gastado un monton de trabajo comprimiendo un gas, que este encerrado a una presion elevadisima y sin embargo no hayamos metido nada de energia dentro de la bombona.El aire a 300 bares dentro de la bombona tiene exactamente la mims energia que tenia cuando estaba libre a 1 bar.
¿Donde ha ido esa energia que hemos gastado en la compresion?
Si el proceso fuera isotermo, todo el trabajo aportado es disipado en forma de calor durante la compresion para lograr que la temperatura se mantenga constate. Si el proceso es adiabatico, la energia se pierde despues(y en mayor cantidad)
Quizas Miguel este pensando... este Alb solo dice tonterias, claro que hay energia dentro de la bombona, mi coche se mueve.
Aqui viene lo mas sorprendete del asunto, es cierto que su coche se mueve, a pesar de que el aire encerrado a presion no tiene mas energia que el aire atmosferico.
Si aplicamos la formula de la expasion isoterma. Obtenemos que:
W=nRT ln(P0/P1)
Obtenemos un trabajo no nulo. En el caso de las bombonas del coche de MDI creo que eran 52MJ
¿Donde esta el error? ¿Como hemos podido sacar 52Mj de un botella que no contenia energía?¿Hemos infringido el 1ºPrincipio de la TD?
La respuesta resulta bastante curiosa(al menos para mi) . La energia no sale de la bombona(ya que no tienen energia) sino del ambiente. Al dejar expandir el aire, este se enfria absorviendo calor de los alrededores. La energía que habia desaparecido durante la compresión disipandose en el ambiente, ahora es recogida del mismo para obtener trabajo.
En el aire comprimido no se almacena energia, sino la capacidad de extraer la energia del exterior.
Todo esto no deja de ser una curiosidad y una fuente inagotable de "Preguntas trampa" en examenes de TD. En la practica se suele considerar que la energia del aire comprimido es la que es capaz de absorver del ambiente.
Y esta no se pierde a lo largo del tiempo. Puedes tener tu coche aparcado durante un siglo y habrer sufrido varias glaciaciones y olas de calor. Si el deposito aguanta no habra perdido nada de energia por la sencilla razón de que el aire comprimido NO almacena energia. Sino que la extrae del medio ambiente.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 11/05/2005 01:54
Por: jprebo
Un tanto lioso para mí, pero en las explicaciones que Alb ha dado, yo pregunto, ¿y la diferencia de presión?, ¿no representa energia acumulada?, acaso 1000 litros de agua a 100 metros de altura ¿no puede contener energia por diferencia de potencial por el hecho que no sea capaz de absorber Tº en su caída (prescindiendo del calor producido por rozamientos)?.
Desde mi punto de vista, y que conste que soy el mas ignorante de este foro, el tema de la absorción de calorias del ambiente circundante durante el proceso de descompresión, no es la unica fuente de energia que desarrolla el aire comprimido, si no que es un añadido.
Si colocas el deposito a 300 bares en una habitación a Tº ambiente y presión atm 1 y descargas el aire comprimido en otra habitación cuya presión tambien sea atm 1, pero su Tº sea igual a la que tendrá el aire del depósito al expandirse desde los 300 bares hasta 1 atm, según tus explicaciones, dicho aire comprimido no realizará ningun trabajo, ya que no podrá absorber calorias del ambiente por encontrarse a igual Tº, es decir que el aire no saldrá, ya que no tendrá energía que la haga salir si fuera no hay calor.
¿me equivoco?.
Una observación personal, la presion de las ruedas de mi coche, solo las miran cada 10.000 y suelen estar practicamente bien al cabo de varios meses, por lo que no sé por qué un depósito de aire comprimido a 300 bares y 25º, ha de perder energia al cabo de un año si está bien construido y sin fugas, la energia acumulada, en caso de haber menguado, será casi insignificante, ademas, dudo que quien conduzca un coche de aire comprimido, no lo use ni 200 Km al año. ¿no?, con esto quiero decir que el tema de las perdidas es mas un tema de segundo orden y que el tema de primer orden es saber cuanta energia ha sido necesaria para almacenar ese deposito a esa presión y Tº y cuanta energia somos capaces de extraer realizando un trabajo para saber realmente el rendimiento general y obtener el dato de conocer si es mejor que otros sistemas o como dice Alb y PPP, el aire comprimido, no es una alternativa que presente mejoras frente a lo que ya existe en el mercado o frente al hidrogeno en un futuro, siempre desde el punto de vista del rendimiento energético general desde la primera fuente energética hasta el trabajo realizado por el aire comprimido, nadie discute que deben ser muy practicos en situaciones inusuales como son en minas donde exite riesgo de explosión por gas.
Un saludo.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 11/05/2005 03:23
Por: Miguel
Bueno, hace rato que me he perdido, aunque conceptualmente intento entender lo que se dice. Hasta donde llego sé que hay pérdidas en calor cuando el aire se comprime y despúes frio cuando se descomprime. Pero si comprimimos en un sitio fijo, siempre podemos aprovechar el calor que se desprende para algunas cosas. Y en la desompresión, bueno, al entregar un trabajo, nos viene muy bien un calor para ganar volumen. Y según en que casos, por ejemplo en un coche, aprovechamos el frio como aire acondicionado sin gases ni motor adicional, o en la casa quizá tambien.
El asunto que dice Pedro sobre que el aire comprimido tenga pérdidas no es demasiado preocupante si hablamos de meses. El ejemplo que pone Jprebo de sus neumáticos me parece muy bueno y, tambien como dice él, si lo utilizamos en los próximos días o semanas no hay ningún drama. Lo que me ha preocupado más es lo que dice Alberto de que una bombona de aire comprimido a 300 bares contiene cero energía. Y le doy vueltas a lo que dice de:
"En el aire comprimido no se almacena energia, sino la capacidad de extraer la energia del exterior." Y pregunto (humildemente) ¿Significa eso que es como si sacaramos energía de una fuente de frio, como ausencia de calor, por ejemplo?. No creo que sea así exactamente, el aire comprimido a 300 bares empujará con mucha fuerza lo que le pongamos delante, por ejemplo un pistón, no?. Y todo eso al margen de la temperatura que tenga. Bueno, lo más probable es que esté diciendo alguna tontería pero me gustaría aportar algo que permitiera llegar al fondo del asunto, si es posible, aunque veo que de momento tampoco hay mucho consenso, incluso con fórmulas por delante.
Por si sirve de algo puedo incluir algunos extractos del estudio que hicieron los profesores: Juan Ramón Arias Pérez, Efrén Moreno Benavides, y Emilio Navarro Arévalo de la ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS AERONÁUTICOS, DEPARTAMENTO DE MOTOPROPULSIÓN Y TERMOFLUIDODINÁMICA, LABORATORIO DE MOTORES ALTERNATIVOS de la Universidad Politécnica de Madrid, no sé quizá hasta los conocéis. El estudio se titula:
ESTUDIO DE VIABILIDAD DEL MOTOR MDI42
PARA SU APLICACIÓN EN LA GENERACIÓN DE
ENERGÍA ELÉCTRICA. Es muy largo, asi que incluyo algo y lo pongo a disposición de quien lo quiera, aunque debo pedir permiso antes.
Ciclo Ideal
Hipótesis
El modelo de ciclo ideal se sustenta sobre varias hipótesis simplificativas que hacen
abordable un estudio analítico con poco coste computacional.
Estas hipótesis son las siguientes:
o El gas en evolución es ideal, con un coeficiente adiabático γ constante y una
masa molecular M que hace que la constante del gas sea R=287 J/kgK.
o Los procesos de compresión y expansión en los cilindros se consideran
politrópicos con un coeficiente n. En algunos modos de cálculo, los procesos
serán isentrópicos y el coeficiente n se iguala a γ.
o Durante los procesos de transferencia de masa con válvulas abiertas, la presión
en las respectivas cámaras es la misma, y permanece constante durante el
proceso.
El ciclo se compone de tres procesos principales, realizados en cámaras diferentes:
o La compresión se realiza en dos etapas, la primera de 1 a 5.5 bar y la segunda
de 5.5 a 30 bar, con enfriamiento del gas entre ambas. Los datos geométricos
de los dos cilindros donde se hace la compresión son conocidos, por lo que este
enfriamiento se calculará con el objetivo de que la transferencia de masa del
primer cilindro al segundo sea la misma que del segundo cilindro a la cámara
de combustión.
o La combustión es continua y a presión constante, incrementando la
temperatura de los gases en una magnitud a determinar.
o Finalmente, la expansión se realiza en dos etapas, en una cámara con dos
émbolos. Durante el descenso del primero, con el segundo en reposo, se llena
la cámara del gas proveniente de la combustión, con una presión constante de
30 bar. Después, con el primer émbolo en reposo, se realiza la expansión de
esos gases hasta el volumen máximo.
La admisión y escape de gases se realizan en los cilindros de compresión y expansión
respectivamente.
Para el análisis energético del motor, se calcularán los diagramas p-V para cada una de
las cámaras, y de ellos se extraerá el trabajo requerido para cada uno de los procesos.
Bueno, hay muchos numeritos raros de esos que llamáis fórmulas, y la conclusión creo que es bastante neutra. Lo dicho. Y gracias por el interés serio. Saludos. Miguel.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 11/05/2005 10:28
Por: lukiluke
A ver PPP, eso de que perdemos energía
hasta que se reduce a cero es una obsesión
que tienes porque confundes muchas cosas.
La energía interna sólo se anula en el cero absoluto.
Su fórmula para un gas ideal es en U = cV T
donde cV= 0.2 (Wh/kg ºK) es la compresibilidad
a volumen constante. Pero ¡hay que poner T en grados Kelvin!
Si la temperatura ambiente es 0ºC, y mi contenedor se iguala
con ella, aun así tenemos 273ºK,
y por tanto U = 54.6 Wh/kg , por cada kg de aire en el contenedor.
Y eso, independientemente de la presión a la que esté.
Pero es que la energía interna no es la cantidad que nos
interesa. Sino la capacidad de hacer trabajo, W. Esa sí
depende de la presión.
lukiluke
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 12/05/2005 01:24
Por: Alb
Hola lukiluk.
Tienes razón con que en caso de que la expansion no sea isoterma ademas de extraer calor del entorno extraer calor de si mismo enfriandose.
Jprebo y Miguel tambien han estado acertados en sus comentarios, al respecto.
Me alegra ver que leis con atención lo que escribo y no se os escapa ni una..;)
PPP afirmas:
queremos saber la tasa a la que se pierde la energía acumulada en función del tiempo y de las características particulares del dispositivo que guarda el aire comprimido.
La respuesta ya te la hemos dado. NO SE PIERDE ENERGIA.
Puedes perder energia, en la compresion o en la expasion.En funcion de como realices este proceso. Pero no se pierde absolutamente nada de la energia almacenada en el deposito.
Si tenemos 1 kg de gas a 300 bares. Y lo enfriamos a -200 y lo volvemos a calentar a 2000ºC un millon de veces al dia. El trabajo que podemos extraer de ese kg de aire es exactamente el mismo hoy que dentro de un siglo. Solo depende de la temperatura en que se encuentre el gas en el momento de la expansion, de la presion atmosferica y de la forma en que realicemos la expansión.
Si analizas las formulas del trabajo producido por la expansion de un gas veras que la unica posibilidad de perder energia(o mejor dicho capacidad de generar trabajo) es la fuga del aire del recipiente(Que disminuya la cantidad de gas, n encerrado en la bombona ). Y estas fugas son despreciables para todos los gases con excepcion del hidrogeno.
Te empeñas en que no hay aislantes perfectos y que siempre hay fugas de calor. Cuando en el caso de la compresión de aire el problema es precisamente el contrario, que el calor no se fuga lo suficientemente rapido. Si el calor se fugara completamente, y se alcanzara de manera instantanea el equilibrio termico con el exterior, estariamos en el caso de compresion isoterma, maxima eficiencia energetica.
Los compresores lejos de ir aislados, van refrigerados para intentar que se pierda la maxima energia posible disipandose en forma de calor hacia el exterior.
a) No hay almacén gratuito ni perfecto de energía
Cierto, pero te recuerdo que el aire comprimido no almacena energia. Por lo que no puede perder algo que no tiene.
En una almacén de energia, como un volante cinetico, un condensador electrico, o la energia potencia del agua. Se utiliza un aporte de energia electrico, para llevar al sistema de un estado de menor energia a un estado con mayor energia. Este estado de alta energia no es estable y e sistema va decayendo con el tiempo al estado original. El condensador se va descargando, el volante de inercia se va frenando etc etc.
Pero el caso del aire comprimido es diferente. Como hemos explicado varias veces la energía del aire en independiente de su presión. El aire comprimido dentro de la botella a 300bares tiene la misma energia que el que se encuentra en el exterior.
No puede decaer a un estado mas bajo de energia por que ya se encuentra en ese nivel de energia.
Miguel, dice:"Lo que me ha preocupado más es lo que dice Alberto de que una bombona de aire comprimido a 300 bares contiene cero energía."
No te preocupes, que su energia sera cero (En relacion a la energia del aire atmosferico). No deja de ser una curiosidad si queremos ser rigurosos. En la practica como podemos sacar X trabajo de este aire a presion podemos considerar que tiene X energía.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 12/05/2005 16:03
Por: lukiluke
Uf, que alivio, Alb, estaba empezando a deprimirme
pensando que era imposible entenderse.
Miguel, cómo podría tener acceso a ese artículo que mencionas. Me
interesa mucho. El motor 42 es el del cogenerador no? que raro
no? en las lineas que citas se habla de combustión. De que año
es el estudio?
lukiluke
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 12/05/2005 21:59
Por: Alb
Poco a poco vamso avanzando.
Ya que hemos aclarado esta cuestion me gustaria comentar la utilizad que veo al aire comprimido.
Hemos hablado mucho de la energia que pueden proporcionar las diferentes fuentes de energia, pero hemos dejado de lado otro aspecto que es casi tan importante, la potencia disponible.
Si observamos ¡enlace erróneo!a lo largo del dia vemos, que esta no es constante sino que oscila entre 21 y 32 GW(para hoy).
Por la ley de la oferta y la demanda, 1 kWh es mas valioso cuando hay muchas demanda, que cuando esta cae.
Por eso puede ser ventajoso acumular energia producida en los valles para consumirla en los picos. Y de esta manera reducir la oscilaciones del sistema productor de energia.
En este sentido la compresión de energia pudiera ser una manera de "almacenar" (lo pongo entre comillas por que como sabemos, de manera rigurosa no almacena energia). Para que sea util la disponibilidad de la energia debe compensar las perdidas por la Compresion-Expansion. Dicho de otra manera, puede que nos resulte mas util 1 kwh en un momento determinado que 2kwh en otro momento.
Hay muchos sistemas, industriales y domesticos donde resultaria util poder acumular energia para eliminar picos de consumo.
Por otra parte el sistema se puede integar para que ademas de acumular electricidad produzca calor y frio.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 12/05/2005 21:59
Por: PPP
¡Qué dura es la vida!
P1*V1/t1 = P2*V2/t2
Si para un V constante, nos queda P1/t1 = P2/t2
Si P1 es 1 atmósfera y t1 son 25º Celsius, y me importa una higa si esa temperatura se da en Celsius, Fahrenheit o Kelvin absolutos.
Tengo un depósito de capacidad V y con la espita abierta y el aire del interior a 25 º Celsius y a 1 atmósfera, equilibrado con el exterior.
Si subo la presión de un gas en un depósito, realizando un trabajo W1 con una energía E1 externa y cierro la espita, sube la temperatura del gas dentro del cilindro, respecto de la que antes había. Esto es, las moléculas se golpean en el recinto con más fuerza, en su frenético meneo browniano. Esto es lo que desprendo de la fórmula universal que he puesto arriba y de la operación que he propuesto.
Ahora tenemos t2 dentro a 300 atmósferas en el instante de tiempo cero y dentro del volumen V. Y t2 es mayor que t1. Si vuelvo a sacar (descomprimir) el gas un milisegundo después, ya no podré desarrollar W1, sino W2, que será siempre menor que W1, porque me lo dice la ley de la termodinámica y no hay cosas perfectas en este mundo, aunque seguramente podré producir un trabajo cercano al que me costó comprimir el gas.
Supongamos que no quiero sacar el gas del interior, que está a 300 atmósferas y t2 de temperatura en el instante de tiempo cero. ¿Qué pasará con t2, seguirá constante o caerá con el tiempo, hasta llegar a los 25 º Celsius del exterior? (suponiendo una temperatura agradable y constante durante toda la vida)
Si ese gas pierde calor, a través de las paredes del depósito y con el paso del tiempo ¿no pierde energía con el calor que se difumina, sea por convección o por conducción? ¿No hay transferencia de energía? ¿Qué pasa con el cociente P2/t2 si t2 va disminuyendo?
Debo hablar en chino o leer en japonés, porque no entiendo a Alb ni a Lukiluke, ni consigo que me entiendan. Y cuando leo que
El aire comprimido dentro de la botella a 300 bares tiene la misma energía que el que se encuentra en el exterior
, no puedo reprimir mi estupor. El aire ni tiene ni deja de tener energía, si no es respecto a algo.
Pero no desearía ni a Alb ni a Lukiluke que si llevan a la espalda aire a 300 atmósferas en una bombona y están en la atmósfera, es decir, en su vida cotidiana, que alguien, por accidente, pinchase y rompiese la bombona, aunque no contuviese ninguna energía (potencial respecto de algo siempre) dentro.
Saludos
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 12/05/2005 23:10
Por: Alb
Hola PPP
Veo que vamos de mal en peor...No solo no he conseguido que veas que es posible que alguna fuente de energia tenga una TRE mayor que 1, sino que ahora ni siquiera soy capaz de explicarte la ley de los gases ideales. Y eso que cuento con ayuda...
Te sigues empeñando en que pierde calor. Ya lo se. De hecho los compresores se diseñan para que pierdan todo el calor posible. Se utilizan materiales que sean buenos conductores de calor, se amplia el area de intercambio de calor añadiendo aletas, se comprime en varias etapas intercalando etapas de enfriamiento. etc etc. ¿Por que te empeñas en decir que los compresores no estan suficientemente aislado?
Se puede comprimir un gas de infinitas formas, pero hay dos formas limite ideales:
*Adiabatica: el gas esta perfectamente aislado del exterior y por tanto no cede nada de calor al exterior.
*Isoterma: el gas esta en equilibrio termico con el exterior y por tanto toda la energia que recibe en forma de trabajo la disipa al exterior en forma de calor. Es decir no consigues meter nada de energia en la botella por que pierdes todo lo que metes.
Entre estas dos situaciones limite ideales, se encuentran los compresores reales, que pierden calor pero no todo.
En contra de lo que piensas, los diseñadores de compresores intentan aproximarse a la situacion isoterma, es decir a la que mas calor pierde. La razón es sencilla, esta forma require un minimo de energia para comprimir el gas.
En esta situacion ideal, el aire comprimido en el deposito se encuentra en equilibrio termico con el entorno, y si se expande isotermicamente se recupera el 100% del trabajo.
Si comprimes el aire de manera adiabatica. Todo el trabajo que proporciones se trasformará en energia y producira una aumento en la temperatura del aire. El trabajo necesario para meter la misma cantidad de aire en la misma botella sea mayor que en el caso anterior, por que ahora se necesitara alcanzar una mayor presion ya que el gas esta a una temperatura mayor. Una vez comprimido el gas ira perdiendo calor con el tiempo hasta alcanzar el equilibrio termico. En ese momento se encuentra en la misma estado que si se hubiera comprimido isotermicamente, solo que se ha gastado mas energia. Por eso la recuperacion teorica no sera mucho menor del 100%.
En los sistemas reales todo lo que aumente de temperatura el gas, es energia de mas que estas aportando. Y que no sirve de nada por que se perdera cuando el deposito llegue al equilibrio con el entorno. Por eso las compresiones reales no tienen un rendimiento del 100%.
Si por ejemplo tienes un comprensor con una eficiencia del 70% significa que un 30% de la energia acabara en forma de calor dentro del deposito y se acabara disipando en la atmosfera. Por eso no cuentas con esa energia. La consideras una perdida del proceso de compresion, aunque la podrias recuperar si lo expandes suficientemente rapido. Por ejemplo en el motor de aire consideran que cuando utilizas el coche ya ha pasado el suficiente tiempo para que se haya perdido esta energia. Nadie (ni siquiera Negré) ha sido tan optimista para pensar en recuperar el calor debido a la compresion, siempre lo hemos dado por perdido.
Si para un V constante, nos queda P1/t1 = P2/t2
Si P1 es 1 atmósfera y t1 son 25º Celsius, y me importa una higa si esa temperatura se da en Celsius, Fahrenheit o Kelvin absolutos.
Si P1=1 atm
t1=1ºC
t2=-10ºC
entonces
¿P2=-10 Atmosferas?
Espero que al menos aqui te des cuenta de que estas equivocado. Si no ya lo doy por imposible.
El aire ni tiene ni deja de tener energía, si no es respecto a algo.
La energia interna para los gases ideales viene dada por:
U=nRT=PV
La temperatura en una escala absoluta, kelvin o Rankine, por que por convenio se toma como cero la energia del gas en el cero absoluto.
Por eso cuando el aire comprimido esta a la misma temperatura que el aire exterior su energia es la misma, o dicho de otra forma su energia respeco a la energi exterior es cero.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 12/05/2005 23:40
Por: Miguel
Bueno, gracias a todos por las explicaciones, sean o no contrarias a la viabilidad energética del aire comprimido: son serias y sin demasiadas alusiones personales.
Pedro, comparativamente hablando, si Alb y Lukiluke llevan encima algunos cuantos litros de gasolina inflamable en la espalda, también corren ciertos riesgos. Y no digamos si llevan encima una célula de hidrógeno. Cuando haya que transportar el aire comprimido, habrá que hacerlo de una forma diferente a cuando el aire haya que acumularlo en un lugar fijo, por ejemplo bajo tierra. Y con la diferencia de precio del acero a la fibra de carbono.
No entiendo el juego y las fórmulas de la temperatura que dices, me consta que serán correctas. Pero yo, con mis escasos conocimientos, lo visualizo más como que el aire comprimido es un muelle, donde poco importan las pérdidas en calor y en frio. Esas son consecuencias que, con un poco de imaginación, se pueden aprovechar, pero son pérdidas, en cualquier caso.
Y en ese sentido enlazo con Alberto y con otra de las grandes preguntas sin contestar. ¿De un muelle podemos recuperar el 70 % de la energía que hemos utilizado para comprimirlo?. A lo mejor estoy diciendo una gran tontería, pero eso contestaría si del aire comprimido podemos recuperar, donde no haya pérdidas y en plan puro "muelle", un 70 % de la energía que se ha utilizado para comprimirlo.
Me ha hecho pensar mucho lo que has dicho:
Por eso puede ser ventajoso acumular energia producida en los valles para consumirla en los picos. . Por la ley de la oferta y la demanda, 1 kWh es mas valioso cuando hay muchas demanda, que cuando esta cae
Aunque no has sido el primero en pensar eso: muchos inversores han hecho cuentas de lo que supondría "comprar" por la noche y "vender" por el dia, con la diferencia de precio el kilovatio, me lo has hecho ver de forma distinta, como que esa podría ser una de las grandes posibilidades del aire comprimido, aun asumiendo las pérdidas que supongan sus traspasos energéticos. Si son al 70 % montamos una empresa y vamos a medias, no?
lukiluke, lo dicho por email. Tu me enseñas "patita blanca" y yo pido permiso. Creo que no habrá problema en enviarte el informe técnico, y a quien quiera por supuesto.
Bona nit a todos.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 13/05/2005 00:14
Por: jprebo
Jodo, aquí estoy aprendiendo mas que en la escuela. Ahora entiendo por qué ese empeño en que el compresor pierda el calor lo mas rápidamente posible, al ir comprimiendo el piston un volumen dado de aire, este tiende a aumentar su Tº y por consiguiente tambien su presión ofreciendo una resistencia al avance del piston que luego se pierde en forma de calor, por lo que se necesita mayor energia para introducir un mismo volumen en un depósito, pero si el aire perdiese su incremento de Tº al mismo tiempo que se comprime, toda la energia necesaria para dicha compresión, seria el equivalente de la energia almacenada sin que despues pierda energia por la perdida de la Tº a traves de las paredes del depósito, que es a lo que se refiere PPP, ya que recien cargado el depósito a 300 bares, está a una Tº superior a la ambiente y al igualarse dicha Tº con la del exterior, la presión de 300 bares abrá bajado X en proporción de la disminución de Tº que tenderá a igualarse con la del medio ambiente.
Coñó, ¿por que no conducen el aire comprimido por el pistón, antes de llevarlo al depósito, por un circuito controlado por un par de valvulas antiretorno sumergido en agua que absorbe mucho mas rápidamente el calor que no enfriandolo por un circuito de aire?, Si yo pudiese montar una empresa para comprimir aire, la montaria junto a una gran masa de agua (mar, pantano, lago, rio o piscina), que seguramente estará a una Tº menor que la ambiental al medio dia en agosto en Almendralejo, lo que incrementaria del 70% de recuperación de energia que se a comentado a un 85% o 90% de recuperación, perdidas por rozamientos y efectividad del motor del compresor aparte.
Ala, si no está patentado, ya sabeis, pal que lo pille.
Un saludo y muchas gracias por las explicaciones, así se aprende.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 13/05/2005 00:38
Por: Miguel
Alberto: te has adelantado con tu mensaje y no había visto el último post tuyo, perdón por duplicar mensaje, pero:
¿Estas diciendo lo que creo que estás diciendo?:
Por eso las compresiones reales no tienen un rendimiento del 100%.
Por eso la recuperacion teorica no sera mucho menor del 100%.
¿podría entonces ser un 70 %?. Dicho de otra forma para que hasta yo lo entienda: si requerimos X unidades de trabajo mecánico para comprimir aire en un sitio cerrado, ¿podríamos recuperar luego el 70 % de ese trabajo?. Si hinchamos un globo, ¿ese globo nos podría devolver el 70 % de la fuerza que hemos aplicado alli para hincharlo?. Y todo ello al márgen de las pérdidas o no que hubiera de calor y de mil y un rozamientos. Pero si es así puede que el aire comprimido sean más interesante de lo que parece a simple vista, ¿No?.
Me encantaría de verdad saber vuestra opinión a respecto. Quizá hemos adelantado más con los tres últimos mensajes que con todo el resto del foro. Yo veo tambien todas las pegas del aire comprimido, sobre todo si tenemos que hacer muchas transformaciones o utilizar la escasa electricidad que hay y que parece, como decis los que sabéis de eso, que aumentará. Pero si comprimimos aire con una noria en un rio, dia y noche, o utilizamos sobrantes en puntas de producción (solar, eólica, nuclear) ¿No puede ser un nuevo (y aprovechable) sistema de acumular y transportar algunas energías que ahora nos se aprovechan?.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 13/05/2005 00:44
Por: mihe
Leyendo todos estos comentarios se me ocurre otra cosa, aunque no se si ya se esta aplicando en algun sitio.
Comprimes el aire en un interior a baja temperatura, y luego, si se pusiese directamente al sol(con medidas de seguridad suficientes para que no explote) y haces subir el aire 20º por ejemplo, ganarias un monton de energia ¿no?
Cuanta energia se ganaria en un deposito de 1 litro de volumen, a 300 bar, si se pasa de 20º a 40º ????
Alguien seria tan amable de echar el calculo ????? Yo no soy capaz de manejar las formulas con soltura.
Gracias por adelantado !
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 13/05/2005 00:59
Por: Miguel
jprebo, tambien te me has "colao" y no he visto tu mensaje. No puedo más que contestarte:
El "coño" ese que se te ha escapado ha sido muy gráfico (a falta de emoticones). No he entendido el juego de temperaturas que comentas, ni tampoco creo que haga falta llegar a un 85 o 90 % de recuperación. ¿No te parece que recuperar un 70 % de un trabajo mecánico sería una gran novedad que hoy por hoy no es posible con otro sistema?. Dime tu, por favor, que es posible recuperar un 70 % del trabajo mecánico aplicado a un muelle o al aire al comprimirse. Porque si es así, la empresa la montamos
ya. ¡Y nos hacemos una gira por Soria y nos forramos!. (Es una broma, claro). La verdad es que espero impaciente los comentarios de Alberto o de Pedro (y de todos of course) a respecto.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 13/05/2005 00:59
Por: Alb
Si son al 70 % montamos una empresa y vamos a medias, no?
Si consigues un sistema que pueda recuperar el 70% del trabajo que introduzcas, me encargo de la finaciación.(No es broma)
Desgraciadamente no creo que el aire comprimido tenga ese rendimiento. Al 30% que se pierde en la compresion hay que sumarle otro 30% que se pierde en la expansion . luego tenemos un rendimiento del 0,7*0,7= 49%
Se pueden conseguir una compresion mas eficiente pero a costa de reducir la velocidad de compresion o aumenta la superficie de transferecia de calor, lo que se traduce en un mayor coste del equipo. Es decir que lo que ganas por un lado lo pierdes por otro.
Aun asi creo que el aire comprimido puede ser util en sistemas estaticos. y que es una idea que merece la pena estudiar y desarrollar.
Jprebo, veo que lo has entendido perfectamente. Tienes razón en que es refrigera mejor que agua, y loc compresores grandes y estaticos funcionan asi. Pero no se si has caido en la ventaja adicional que presenta refrigerar con agua, y es que obtienes una corriente de agua caliente.
Una posibilidad domestica seria. Comprimir por la noche cuando la electricidad es mas barata y hace mas frio. Refrigerar el compresor con agua. Obteniendo agua caliente o calefacion. Por el dia a una mayor temperatura descomprimir el aire(se podria buscar incluso aumentar su temperatura con paneles solares, pero dudo que merezca la pena). Y utilizar el aire frio como aire acondicionado.
En resumen ahorras dinero por que comprar la energia por la noche a un precio inferior, obtienes calefacion y aire acondicionado y sacas un poco de energia extra debido a la diferencia de temperaturas entre el dia y la noche. Ademas de proporcionar frente autonomia frente apagones.
La cuestión es si el ahorro permite amortizar el coste en equipo, mantenimiento etc etc.
Segun aumenten los precios de la energía, sera mas rentables estos sistemas. En principio yo creo que podrian ser viables grandes edificios como Hospitales, Hoteles, Aeropuertos.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 13/05/2005 01:08
Por: Miguel
¡Jo, que pena Alberto!. Fué bonito mientras duró. Bueno, paciencia, tampoco tenemos que ser la panacea absoluta no?. Pero, ¿estas seguro que es así no?. ¿Cual calculas tu que sería el porcentaje correcto?. Conoces los datos que damos, pero partiendo de tus conocimientos, ¿Cual sería el procentaje de recuperación que crees puede ser?. Me importa mucho esta pregunta. Gracias.
Miguel
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 13/05/2005 02:20
Por: Alb
Miguel. Si fuera facil ya estaria hecho.
El valor del porcentaje de recuperacion viene dada por la optimizacion economica del proceso. Se puede construir un sistema con un porcentaje de recuperacion muy elevado, pero seria muy caro, Si se quiere un equipo barato la recuperacion es muy baja. Hay que buscar el termino medio que minimiza los costes totales.
Por eso no es facil dar un valor. Pero por darte un numero, te dire que segun el diagrama del "rendimiento energetico en ciclo urbano" de vuestro coche la recuperacion es entorno al 35%. Para un sistema estatico, donde el peso no sea un problema, y se busque optimizar la recuperacion. Es posible que se alcace los 45%-50%. Estas cifras son estimaciones muy groseras y hay que tomarlas con muchas precauciones.
Mihe
La energia de aire viene dada por la ecuacion:
U= nRT donde N es la cantidad de aire, y R es una cosntrante
Si la temperatura pasa de 20ºC a 40ºC la energia se incrementara en (273+40)/(273+20)*100-100= 6%.
Si estamos hablando de que se pierde en torno al 50% de la energia en el proceso de Compresion/ expansion. La energia ganada por el calor del son no compensa, las perdidas.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 13/05/2005 02:39
Por: Miguel
Alberto, dices:
El valor del porcentaje de recuperacion viene dada por la optimizacion economica del proceso.
Me imagino que te refieres a los dos procesos, el de comprimir y el de descomprimir. Y luego hablas del 50 %, es decir, donde MDI dice 70 % tu dices 50 %. Vale aceptado sigamos.
Nos vamos al amazonas o a cualquier ciudad europea que la cruce un gran rio, con poca corriente pero mucho caudal. Tenemos la noria con palas grandes, lentas pero con mucha fuerza COMPRIMIENDO sin parar grandes cantidades de aire (o presión hidráulica si está sumergido). ¿Importa mucho ahí las pérdidas que hayan, tanto de calor como de fuerza desperdiciada?. Y sabes que hay sobrantes de energia que se tiran a la basura. Por tanto con un 50 % de rendimiento me sobra, por decirlo de alguna manera.
Y ahora vamos a la entrega del trabajo, al motor del Sr. Nègre, por ejemplo, como el más evolucionado con diferencia de los 3 o 4 motores de aire comprimido que existen hoy en dia. La pregunta es: si en esta entrega de trabajo solo recuperamos el 50 %, ¿No será viable de todas formas?. Llegado a este punto quizá solo es cuestión de costes, no?.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 13/05/2005 02:43
Por: jprebo
Jo, las 2:10 de la mañana y yo aquí enganchado al hilo de la noticia.
Gracias Alb por leerme a mí tambien. cierto que habia pensado en el calor transmitido al agua, pero si empezamos a ampliar las aplicaciones y formas de aprovechamiento de la energia perdida por calor o ganancia por absorción de este al expansionar el gas, esto puede transformarse en un proyecto en toda regla y complicar, tanto los mensajes relacionados con los pro y contras del comprimir aire, como las supuestas instalaciones donde se usarian. Porcierto, lo del Hospital, si el sistema no mete mucho ruido, me parece muy acertado para aprovechar las tarifas nocturnas, para reserva de energia electrica, calefacción y refrigeración.
Cuidado con los compromisos Alb, que la picaresca Española es conocida en el mundo entero.
Si consigues un sistema que pueda recuperar el 70% del trabajo que introduzcas, me encargo de la finaciación.(No es broma)
Si a ese 49% le sumas que obtienes agua caliente y aire acondicionado obtenido todo con la misma energia, es posible que sí llegase o superase ese 70% que comentas, aunque si partimos de la energia primaria (ejemplo gas o petroleo), la cosa cae hasta los 12,5% que calculastes en el hilo de motor de aire y con el cual estoy totalmente de acuerdo.
Una posibilidad domestica seria. Comprimir por la noche cuando la electricidad es mas barata y hace mas frio
Ala, los que vivimos en pisos sin garaje, a pasar envidias.
El problema principal que yo veo, es que si el vehiculo de aire comprimido se extiende, habria que ampliar toda la red de distribución electrica del pais ademas de ir pensando en aceptar la energia nuclear como fuente de suministro ademas de oir un rumor nocturno por las calles de la ciudad producido por cientos de compresores funcionando en los garajes. rrrrrruuuuuu..........
Miguel:
Pero si comprimimos aire con una noria en un rio, dia y noche, o utilizamos sobrantes en puntas de producción (solar, eólica, nuclear) ¿No puede ser un nuevo (y aprovechable) sistema de acumular y transportar algunas energías que ahora nos se aprovechan?.
Cierto, pero eso no representaria mas de un 1 % en la teoria y en la practica aún seria mucho menor, piensa que no se pueden llenar los rios de norias ni los campos de eolicas ni fotovoltaicas, en cuanto la nuclear "No, gracias".
Alb:
La cuestión es si el ahorro permite amortizar el coste en equipo, mantenimiento etc etc.
Ese es el kit de la cuestión, "poderoso caballero es el señor Don Dinero".
Un saludo que me voy a la cama.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 13/05/2005 09:49
Por: lukiluke
Bueno, en un dia que no miro hay que ver lo que ha dado de sí este hilo.
Solo dos apuntes. Lo de comprar electricidad barata y venderla cara ya
es un negocio hace tiempo con aire comprimido, y se conoce en ingles
bajo las siglas CAES (Compressed Air Energy Storage). Por ejemplo
haced "CAES air" en Goolde y vereis lo que sale.
En alemania, en Huntorf, hay una cueva
de almacenamiento que lleva 20 años funcionando.
El segundo es que el rendimiento neto depende mucho del proceso en que
estés pensando. Como ya se ha dicho aqui, la estrategia óptima es
la isoterma, tanto al comprimir como al descomprimir. Eso quiere
decir que son interesantes procesos en los que no importe comprimir
lentamente. En particular, si necesitas un caudal alto, eso te va
a exigir un pistón gordo. Por eso, las aplicaciones móviles como el
coche de aire estan muy penalizadas. Me resulta muy dificll de creer
que en MDI consigan una descompresion con una recuperacion del 70%.
con un pistón que va a 800rpm. Cuatro cuentas hablan de una superficie de
intercambio que no cabe en el coche. Por eso, es un coche de vocación
urbana. Para ese coche, parar en un semaforo es como respirar.
Justo al contrario que para los demas.
En resumen, creo que si hay algún futuro para el aire comprimido está en
aplicaciones estáticas, donde el peso no es un problema, los contenedores
son baratos, y los pistones pueden ser grandes. También en transporte
naval. Los barcos pueden transportar mucho peso, trabajan a bajas
revoluciones, y tienen agua a expuertas para poderle extraer el calor.
lukiluke
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 13/05/2005 10:23
Por: victorluis
LukiLuke
Es mucho mas eficiente la acumulación por bombeo de agua a un depósito elevado.
Saludos.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 13/05/2005 10:38
Por: PPP
Alb:
Como siempre, seguimos en universos paralelos, mientras los directores de marketing siguen colando dibujos propagandísticos y actualizando sus cuñas publicitarias y finalmente haciéndose los mártires de la represión informativa, aspectos éstos que no ayudan precisamente a pensar o a debatir con claridad.
Dices:
Te sigues empeñando en que pierde calor. Ya lo se. De hecho los compresores se diseñan para que pierdan todo el calor posible.
Pues bien, si aceptas que pierde calor, explica qué pasa con la relación P2/t2 en el gas de la botella de aire comprimido, con el paso del tiempo.
En segundo lugar ¿qué tienen que ver los compresores para comer trigo, como dicen en mi pueblo? Por supuesto que los compresores tienen aletas para refrigerarse ¿he dicho yo algo en contrario? Lo que veo que se aisla siempre son los depósitos en los que se comprime el aire, no os compresores. De eso es de lo que estaba hablando. No se cómo es posible entenderse tan mal. De hecho, uno de los problemas más graves del transporte de gas natural licuado, es el de aislar térmicamente los tanques de los agentes externos, como los cambios de temperatura con el sol del día o el frío de la noche. ¿Por qué te empeñas en llevar las cosas adonde no las pongo?
Sigues:
Se puede comprimir un gas de infinitas formas, pero hay dos formas limite ideales:
*Adiabatica: el gas esta perfectamente aislado del exterior y por tanto no cede nada de calor al exterior.
*Isoterma: el gas esta en equilibrio termico con el exterior y por tanto toda la energia que recibe en forma de trabajo la disipa al exterior en forma de calor. Es decir no consigues meter nada de energia en la botella por que pierdes todo lo que metes.
Primero explicas que hay infinitas formas y luego pones dos, que son las usuales.
Luego defines que "el gas está perfectamente aislado del exterior y por tanto no cede nada de calor al exterior". Pues no te entiendo. Si estamos hablando de comprimir aire (del exterior, se supone ¿o creamos aire en un medio específico que no sea el ambiente?) y pasarlo a un cilindro o recipiente a mayor presión, ¿cómo puede a) conseguirse que el gas esté "perfectamente aislado del exterior" y b) que no ceda nada de calor al exterior?
Y vuelvo a repetir, no he estado escribiendo, desde que empecé este asunto, nada en absoluto de las pérdidas de los compresores, que ya se que pierden (ver a los obreros con los chismes tan ruidosos de, por ejemplo, Atlas Copco, que quemn gasóleo por un tubo para sacar un trabajo al martillo neumático comprimiendo aire). NO, NO y NO. Me estoy y estaba refiriendo a la pérdida de calor en el depósito de aire comprimido, una vez comprimido con aire del exterior, a temperatura del exterior, que da como resultado una mayor temperatura dentro del depósito, que la que suele haber en el exterior del que se ha tomado el aire a 1 atmósfera.
¿Hay alguien por ahí, que me pueda explicar cómo se va perdiendo calor del interior de ese depósito, una vez comprimido a 300 atmósferas, por ejemplo, en el garaje de la casa y en función del tiempo f(t)?
O dicho de otro modo: si hay alguna forma de conseguir poner 300 atmósferas de aire dentro de un depósito a 25º C de temperatura (más o menos la que hay ahora), ¿podria alguien explicarme cuánta energía exactamente se ha gastado para llevar a esa combinación de P y t (presión y temperatura) el aire que cabe a 300 atmósferas y a esa temperatura, partiendo en el origen, cualquiera que sea, con las máquinas intermedias, adiabáticas o isotermas o una combinación de ambas, de un aire a 1 atmósfera y a 25º C?
Y la siguiente ¿Es más o es menos energía la que cuesta llevar el aire del exterior a 1 atmósfera, a la botella y la deja en los grados que libremente correspondan, como consecuencia directa del aumento de la presión a 300 atmósferas dentro del depósito, que la que cuesta poner el aire interno de ese mismo depósito a 300 atmósferas y a la misma temperatura que la del aire del exterior?
Saludos
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 13/05/2005 11:40
Por: Miguel
Pedro, nadie se está haciendo el martir, en este hilo no, porque en este hilo nadie está haciendo alusiones personales y solo se habla de lo realmente importante. O, por lo menos hasta hoy, hasta tu comentario inicial, donde ya empezamos de nuevo con que si propaganda y que si cuñas publicitarias. Debatamos pues con claridad, sin entrar en descalificaciones, que la cosa iba bien. Y si me tienes que decir que voy de martir, dilo en su sitio, donde consideras que me lo hago y alli lo hablamos, asi no fastidiamos un hilo que está siendo muy interesante para muchos, creo.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 13/05/2005 12:08
Por: Alb
PPP
Difinamos los conceptos.
Compresion es la etapa en la que se aumenta la presion de un gas aportando trabajo mecanico.
Es decir el gas pasa del Punto P1,T1 al Punto P2,T2. Donde T1=T2=T
La energia que hay que suministrar al gas para pasar del punto 1 al punto 2 depende del camino recorrido. Si suministramos el trabajo a temperatura constante, es la eneriga minima. Y se llama proceso isotermo o reversible por que es posible realizar el proceso inverso y expadir el gas recuperando todo el trabajo.
Pero tambien se puede llegar al punto 2 dejando que se caliente el gas durante la compresion a una temperatura mayor que T y luego enfriandolo. En este caso se denomina compresion irreversible, ya que debido a la perdida de calor no se puede recuperar el 100% del trabajo.
El rendimiento de esta compresion sera el que sea...
Pero una vez que tenemos el gas comprimido a una temperatura P2 y una temperatura T. Dentro de un deposito no hay perdidas con el exterior. Mientras no haya fugas en el material y el volumen de la botella no cambie.
Los tanques de gas liquado no se aislan para evitar perdidas de energia, sino para reducir la fatiga sufrida por el tanque debido a los cambios de presion que provoca los cambios de temperatura.
¿Hay alguien por ahí, que me pueda explicar cómo se va perdiendo calor del interior de ese depósito, una vez comprimido a 300 atmósferas, por ejemplo, en el garaje de la casa y en función del tiempo f(t)?
Si, como el tanque se encuentra en equilibrio termico no se pierde energi. La energiaa del taaanque permanece constante en relación al exterior.
¿podria alguien explicarme cuánta energía exactamente se ha gastado para llevar a esa combinación de P y t (presión y temperatura) el aire que cabe a 300 atmósferas y a esa temperatura, partiendo en el origen, cualquiera que sea, con las máquinas intermedias, adiabáticas o isotermas o una combinación de ambas, de un aire a 1 atmósfera y a 25º C?
Tienes las formulas de el trabajo necesario para la compresion isotermoa, adiabatica etc en el documento que indico lukiluke y en cualquier libro de TD.
¿Es más o es menos energía la que cuesta llevar el aire del exterior a 1 atmósfera, a la botella y la deja en los grados que libremente correspondan, como consecuencia directa del aumento de la presión a 300 atmósferas dentro del depósito, que la que cuesta poner el aire interno de ese mismo depósito a 300 atmósferas y a la misma temperatura que la del aire del exterior?
Aplica las formulas de antes...
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 13/05/2005 12:22
Por: mihe
[QUOTE BY= victorluis] LukiLuke
Es mucho mas eficiente la acumulación por bombeo de agua a un depósito elevado.
Saludos.[/QUOTE]
Me imagino que comprimir aire es menos aparatoso ¿no? En el sentido de que puedes tener un compresor y un deposito pequeñito, a ras del suelo, y no tienes que andar montanto esctructuras elevadas, grandes depositos, etc....
Un saludo !
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 13/05/2005 13:17
Por: lukiluke
Victor Luis, para eso estamos aquí, para poner números a las
apreciaciones. Yo he hecho algunos calculitos sobre lo que dices
¡enlace erróneo!.
A mi me sale que se necesita mucho menos espacio.
Pero podemos negociar.
lukiluke
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 13/05/2005 13:58
Por: lukiluke
Alb, los tanques de gas licuado se mantienen frios para evitar
que el calor produzca una transicion de fase en el liquido y se
convierta en gas.... con lo que tendrías una bonita explosión.
Por ejemplo, el hidrogeno se licua a -235ºC,
Un supermetanero puede transportar 150.000m3 de
gas natural llicuado, pero eso sí, a -160ºC.
Si quisiera transportar aire liquido, tendría que bajar un poco
mas, hasta los -194ºC.
lukiluke
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 13/05/2005 13:58
Por: victorluis
De acuerdo negociemos, generalmente cuando se guarda la energía en presas de acumulación se aprovechan depositos naturales como por ejemplo presas o lagos ya existentes, el espacio no suele ser problema en esos casos.
El ejemplo que mejor conozco es el de Tanes de Hidroeléctrica del Cantábrico, existe una presa en el rio Nalón y en las horas valle se bombea agua a otra presa situada en un valle mas elevado, el agua de esa presa se turbina en las horas punta, las maquinas son reversibles y funcionan como bombas y como turbinas.
Como comprendereís estamos hablando de bastantes Megavatios, unos compresores para esas potencias serían antieconómicos además que el sistema neumoenergético tendría un rendimiento mucho menor.
Quízá en sitios como Alemania o los Paises Bajos con una orografía muy diferente a la asturiana tengan que recurrir a otro tipo de acumulaciones, pero donde es posible y abundan los ejemplos de ello en todo el mundo lo mas eficiente energeticamente y mas económico son las centrales hidroeléctricas de acumulación.
Si venís por Asturias os invito a visitar Tanes, las bombas-turbinas estan situadas en una cueva excavada en la montaña, son maquinas impresionantes.
Saludos.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 13/05/2005 14:00
Por: mihe
[QUOTE BY= Alb]
Mihe
La energia de aire viene dada por la ecuacion:
U= nRT donde N es la cantidad de aire, y R es una cosntrante
Si la temperatura pasa de 20ºC a 40ºC la energia se incrementara en (273+40)/(273+20)*100-100= 6%.
Si estamos hablando de que se pierde en torno al 50% de la energia en el proceso de Compresion/ expansion. La energia ganada por el calor del son no compensa, las perdidas.
[/QUOTE]
Gracias por los calculos Alb !!!!!!! Mi idea era por, por ejemplo, tener el deposito a la sombra a la hora de comprimir, y una vez comprimido abrir una compuerta para que le incida la luz del sol directamente, o incluso con colectores/concetradores, para asi mejorar un poco el rendimiento, sin tener que gastar energia (bueno si, la de abrir la compuerta ;-)
Un saludo !
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 13/05/2005 17:13
Por: Antonio
Antes de que os atropelléis en la oficina de patentes, tener en cuenta lo siguiente;
1º Contra lo que pasa en un motor de explosión donde la energía que no se aprovecha, se pierde en forma de calor. En un compresor, es la energía mecánica la que se disipa en forma de calor. Lo que nos lleva a la re-ineficacia.
2º La crisis es energética. Faltará energía y sobrarán ingenios.
3º La máquina más eficaz es la que no se necesita.
4º La regulación eléctrica está para asistir a las nucleares que no tienen ninguna.
De cualquier manera. Que tengáis suerte.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 13/05/2005 19:33
Por: ixtlan
Para PPP.
Hola, buenas tardes.
Creo que puedo explicarte donde está tu error a la hora de interpretar la fórmula de los gases ideales. Te explico.
En un mensaje de por ahí arriba dices lo siguiente...
¡Qué dura es la vida!
P1*V1/t1 = P2*V2/t2
Si para un V constante, nos queda P1/t1 = P2/t2
Si P1 es 1 atmósfera y t1 son 25º Celsius, y me importa una higa si esa temperatura se da en Celsius, Fahrenheit o Kelvin absolutos.
Vamos a pensar en las condiciones iniciales y finales de una compresión...
Estado inicial:
P1 = 1 atm
T1 = 25 ºC
V1-----------> NO ES EL VOLUMEN DEL RECIPIENTE, el gas todavía no está dentro del recipiente donde lo vas a comprimir, y es aquí donde te confundes. Una compresión no es a volumen constante. De hecho estás intentando aumentar la presión disminuyendo el volumen que contiene al gas (eso sería lo ideal, a temperatura constante)
Estado final:
P2 = Muchas atmósferas
T2 = Algo más de 25ºC
V2 = 1 metro cúbico, por ejemplo.
Por tanto, al aplicar tu fórmula, que es correcta, hay un valor que has utilizado que no es correcto, V1.
De hecho, tu fórmula sirve para explicar porqué una vez que se iguala la temperatura con el exterior, no se pierde energía con el tiempo, si no hay fugas...
13 de Mayo de 2005...
Gas en un recipiente de 1 metro cúbico 10 atm y 25 ºC...
V1 = 1 metro cúbico
T1= 25ºC
p1 = x atm
13 de Mayo de 2025
V1= 1 metro cúbico
T1 = 25ºC (ha habido oscilaciones de temperatura durante el periodo, pero en el estado final 2, suponemos que este día del 2025, en el momento de hacer la experiencia, tenemos la misma temperatura que en el 2005)
¿Cuanto vale P1?
Pues como no ha habido fugas, el número de moles es constante y el volumen también, y por tanto se cumple que...
P1/T1 = V2/T2
Y como T1 y T2 hemos dicho que son las mismas, entonces las presiones son iguales, y no hemos perdido energía almacenada. P2 = x atm.
Espero haberme explicado.
Un saludo.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 13/05/2005 19:50
Por: ixtlan
p1/t1 = p2/t2
p2 = x atm
Estoy un poco espeso...
Un saludo a todos.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 13/05/2005 19:58
Por: jprebo
Lukiluke:
Los barcos pueden transportar mucho peso, trabajan a bajas
revoluciones, y tienen agua a expuertas para poderle extraer el calor.
Tambien sirbe ese agua para devolver calorias al aire cuando se descomprime con lo que retomas una parte de la energia disipada en forma de calor en el proceso de compresión incrementando así el rendimiento general.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 14/05/2005 14:32
Por: egoi
Intentare explicar a PPP porque lo que dice Alb es cierto.
Aciertas de pleno en que al comprimir el aire la temperatura subirá, y se ira perdiendo con el tiempo (perdiendo energía) hasta tener la misma temperatura que en el exterior.
Como dice Alb la energía calorífica es cero.
Peor que pasa al descomprimirse?
Pues volviendo a coger tú formula. P1/t1 = P2/t2
Vemos que al descomprimirse el gas se enfriara... y en ese momento la energía calorífica ya no es cero (hay diferencia de T). Y por lo tanto se gana energía.
En cierta manera, se podría decir que si hay una energía potencial en el tanque dada por la Presión.
Saluditos
Egoi
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 14/05/2005 23:14
Por: lukiluke
[QUOTE BY= Alb] Mihe
La energia de aire viene dada por la ecuacion:
U= nRT donde N es la cantidad de aire, y R es una cosntrante
Si la temperatura pasa de 20ºC a 40ºC la energia se incrementara en (273+40)/(273+20)*100-100= 6%.
Si estamos hablando de que se pierde en torno al 50% de la energia en el proceso de
Compresion/ expansion. [/QUOTE]
Alb, he intentado resistirme a corregirte porque empieza a haber demasiada
formula en este hilo. No es que lo que digas sea incorrecto, es que hemos
quedado en que la energía interna no es la magnitud interesante, sino el trabajo
(que hay que hacer o que puedo recuperar). Por ejemplo para lo
que pregunta Mihe, el calculo correcto es
W = nRT ln(nRT/V) - nRT´ln(nRT´/V)
donde T y T´son las dos temperaturas que quieres comparar, por ejemplo las
que mencionas. La diferencia es muy pequeña, así que casi no merecia
la pena hacer este comentario. De todas maneras yo propondría a partir
de ahora utilizar siempre el 50% de esta cantidad para
entendernos en cuanto al contenido energético de un depósito presurizado.
Después de todo, sólo tiene sentido hablar de órdenes de magnitud
¿Qué opináis? Digamos
Wnormalizado = 0.5 pV ln p
De acuerdo también en que para calcular el rendimiento, hay que añadir
otro 0.5 para la compresión. Es un factor más que generoso.
De todas maneras creo que para avanzar un poco deberíamos
intentar acometer preguntas más concretas.
Voy a comentaros que podéis utilizar una calculadora
neumoenergética que os podeis descargar de ¡enlace erróneo!
Funciona en java, así que tenéis que tener instalado
al menos el JRE. Si no lo tenéis podéis bajároslo de
aquí[*6] (repito, con el JRE vale).
Es bastante intuitiva, y podéis jugar un rato a meter valores de
presiones y volúmenes. Os da el trabajo isotermo y el abiabático.
Tambíen en algunos casos funciona al revés (casi siempre cuando
tiene 3 datos el boton de Calcular se pone azul).
En fín, a ver qué os parece.
lukiluke
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 15/05/2005 01:32
Por: manu
Luliluke:
Te me has adelantado, porque yo iva a poner exactamente lo mismo sobre el error de Alb. De todas formas yo había hecho los cálculos para la pregunta de mihe:
Al pasar de 20 a 40 ºC se ganan 0.00388 Kw x h, o bien en porcentaje un 8.05 % o sea muy poco, dado que la cantidad de aire que tenemos es muy pequeña (0.361 Kg).
La ganancia energética sería mucho mayor para un depósito mucho mas grande. Por ejemplo, para un depósito de 10 m3, (que contiene, a esa presión, 3614.23 Kg de aire) el mismo aumento de temperatura nos hace ganar 38.80 Kw x h (la ganancia en porcentaje no cambia significativamente).
Alb tiene razón, y lo ha explicado con claridad meridiana, al decir que lo único que posee el aire comprimido es capacidad para transformar el calor ambiental en trabajo y viceversa ya que no posee ninguna energía potencial (como sí la tendría, por ejemplo, un muelle comprimido)
De todas formas a mi no deja fascinarme el hecho de que el trabajo que obtengo dependa de la temperatura ambiental.
El "mercado" del aire comprimido en esas condiciones sería un tanto extraño: Imaginémos al gasolinero llenándonos el depósito del coche con aire a 300 atmósferas. El te cobrará una cantidad con arreglo a su coste de producción, pero no te está vendiendo una cantidad concreta de energía,como pasa con un combustible, ni siquiera una cantidad concreta de aire, ya que debe llegar a esa presión independientemente de la temperatura que haga ese día. Posteriormente tu podrás sacarle una utilidad mayor o menor.
Con este sistema la gente tendería a llenar sus depósitos en los días previos a una subida de temperaturas, y, en esos días, los gasolineros subirían el precio por el aumento de demanda. Es decir, todo el mundo pendiente del meteosat.
Repito, este sistema energético me parece fascinante por lo extraño que resulta.
Saludos
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 15/05/2005 12:07
Por: Marga V.
una sugerencia:
¿por qué no os animáis a meter un conjunto de páginas en el wiki con este tema? El wiki permite organizar todo estos contenidos de una manera más clara y didáctica. Y para los que hace siglos que no hemos visto un texto de física estaría bien encontrarnos con una exposición clara con todos los enlaces a conceptos básicos que hagan falta.
Saludos,
Marga
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 15/05/2005 18:48
Por: jprebo
Manu:
Con este sistema la gente tendería a llenar sus depósitos en los días previos a una subida de temperaturas
O a primera hora de la mañana antes que apriete el calor, de esa forma, cuando suba la Tº, ganamos energía, cosa que pasaria al reves si lo llenamos a las 4 de la tarde en verano para luego usar enl coche de madrugada.
Estoy de acuerdo contigo en que es una situación muy curiosa.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 15/05/2005 22:14
Por: Z.Zar
Corregidme si me equivoco:
Cuando hay un anticilón hace calor, es decir, el calor suele venir acompañado de altas presiones. Como lo que interesa es el diferencial de presión dentro-fuera del depósito, no se si ganaríamos mucho llenando un depósito con una temperatura ambiente baja, a sabiendas de que el tiempo va a cambiar a mejor (más temperatura, más presión extra), cuando luego se va a encontrar ese aire una mayor presión atmosférica. No se en qué medidas puede afectar una cosa u otra (temp extra vs diferencial de presión y presión atmosferica vs diferencial de presión)
También si subes una montaña baja la presión. Así lo lógico, en principio, sería cargar a una latitud menor para subir montañas y recuperar energía (contra toda lógica, lo de subir para recuperar energía ¿verdad?). Por contra, a medida que subes una montaña hace más frío, por lo que al enfriarse el contenedor de aire bajaría la presión de éste. Tampoco sé aquí quién ganaría.
Aportar quizá que, así de memoria, creo que la presión atmosférica se mueve sobre el rango 950-1050 milibares a nivel del mar. En altura supongo que bajará bastante a partir de algún millar de metros.
Curioso sería todo, sí....
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 15/05/2005 23:50
Por: lukiluke
El punto del aire comprimido es que permite una simbiosis
de fuentes mecánicas y térmicas.
Imagina que tienes una fuente mecánica (hidráulica, eólica, oleaje...)
con la que puedes mover un émbolo.
La compresión es directa y si el émbolo es lento y
refrigeras bien, puedes conseguir un rendimiento alto
(digamos un 80% del proceso ideal isotermo).
Supongamos que por este proceso
has acumulado una cantidad de aire comprimido,
equivalente a 100MWh. a 25ºC (temperatura ambiente).
El punto es que si existe de una fuente de calor cerca (el calor residual
de refrigeración de una central térmica, un colector termosolar, etc.)
puedes aumentar considerablemente este valor. Por ejemplo, si
con ese calor ponemos agua a hervir, T=100ºC, y
descomprimiendo el aire a esa temperatura en lugar de 100MWh
obtenemos 130MWh de energía de la misma calidad (potencia).
Puede parecer poco, pero con agua hirviendo no se me ocurre
cómo conseguir 30MWh (salvo quizás con un motor Striling pero con
muy baja potencia).
Esta idea ya se usaba en los viejos tranvías de aire
comprimido Mekarski que recorrieron la ciudad de Nantes
durante el siglo XIX. Cargaban aire a 30 bares, y agua hirviendo.
De modo que la receta es muy sencilla:
comprimir frio y descomprimir caliente.
lukiluke
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 15/05/2005 23:57
Por: jprebo
borrado mensaje por error de cálculo.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 18/05/2005 01:13
Por: Miguel
Saludos:
Os adjunto una imagen del nuevo moto-compresor que sustituye al compresor que teniamos antes en el coche. Sus funciones son:
- El arranque del vehículo
- Las maniobras de aparcamiento
- Una ayuda a la aceleración
- Una recuperación de la energía de frenado
- El alternador
- Llevar el moto compresor durante la recarga de los tanques en un enchufe eléctrico
Rellenar el coche se efectuará en 5 horas y media con una tensión de alimentación de 220V y en 4 horas con 380V. El moto alternador desarrolla una potencia de 5.5 kW.
¡enlace erróneo! hay mas: vamos arreglando la web. El problema es que hemos empezado por la parte de "inversores". Cuando pongamos todo lo nuevo de tecnología ya lo comentaré.
Saludos a todos.
Miguel
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 18/05/2005 01:30
Por: Miguel
Y ¡enlace erróneo! un proyecto de nueva página sobre las bombonas. No sé si contesta a la pregunta de si habrá perdidas de presión del aire en las bombonas a medio plazo, puesto que no hay datos, pero habla de pruebas de homologación que se han realizado segun la norma EN ISO 11439.
Estos depósitos se han sometido a numerosos tests de homologación, entre los cuales están:
. Estanqueidad
. Presión de prueba (1.5×300=405 b)
. Presión de ruptura (2.35×300=705 b)
. Ciclado a temperatura ambiental y temperatura extrema
. Prueba con fuego de leña
. Resistencia a los cortes
. Pruebas de choques y caídas
Y mi socio, un poco harto de que todo el mundo nos pregunte qué pasa si las bombonas estallan, entra en un comparativo de los que no gustan mucho por aqui, dadas sus connotaciones comerciales, pero que no deja de ser cierto:
En numerosas ocaciones se ha preguntado por la seguridad de nuestros depósitos de aire comprimido. Es menester aclarar que nuestros depósitos son seguros, han sido probados, están homologados, y además: si comparamos nuestros depósitos de aire con los depósitos de hidrógeno que se instalarán en vehículos futuros, vemos que:
Los depósitos MDI llevan una presión de 300 bares contra 700 los de hidrógeno.
Los depósitos MDI almacenan aire que no es inflamable. El hidrógeno es altamente inflamable.
Los depósitos MDI almacenan aire que no es venenoso. El hidrógeno es venenoso.
Los depósitos MDI almacenan aire, el cual no es un explosivo. El hidrógeno explota.
Los depósitos de los vehículos Cat's están constituidos por un contenedor interior termoplástico que asegura la estanqueidad. Encima de éste se realiza una estructura de fibras de carbono enrolladas y cruzadas.
Y los datos que aun tenemos que traducir hablan tambien de las pruebas a las que se someten estos depositos. Lo siento, está en Francés:
La commercialisation de ces réservoirs n'est possible qu'après leur homologation. Elle se fait suivant la série de normes EN ISO 11439, qui comportent 16 tests à caratère destructif pour la plupart. Une trentaine de réservoirs est nécessaire pour mener à bien l'ensemble des tests, tous sous une pression égale ou supérieure à la pression de service.
Parmi les essais, on peut noter :
- le gonflage à la pression d'épreuve (150 % de la pression de service)
- le gonflage à la pression de rupture (235 % de la pression de service)
- le test de corrosion, en immersion totale en eau saline
- le drop, terme issu du rugby, qui consiste à frapper violemment la base du réservoir dans cinq positions différentes (0°, 45°, 90°, 135° et 180°)
- le tir à balle réelle calibre 7,65 mm (arme positionné à 800 mm, impact proche de 900 m/sec)
- le test de résistance à l'incendie
- l'endurance à la charge / décharge
- la résistance à l'entaille...
De nombreuses réglementations définissent la périodicité des contrôles. Selon l'arrêté ministériel du 23 juillet 1943 réglementant les appareils d'emmagasinage des gaz comprimés, nos réservoirs sont considérés comme mi-fixe ; « assujettis sur des engins de transports ou autres engins mobiles, qui restent constamment fixés dans tout le cours normal de leurs services ». « L'épreuve doit être renouvelée périodiquement (...) pour les appareils fixes ou mi-fixes, (...) La périodicité minimale de ré-épreuve est de cinq ans. Elle peut être étendue à dix ans sous réserve de la réalisation d'au moins deux vérifications périodiques régulièrement espacées, effectuées par du personnel compétent attestant du bon état du matériel ».
Les réserves utilisées sur les véhicules Cat's sont conçus pour une durée de vie de 15 ans et feront l'objet d'un suivi du vieillissement en utilisation (cahiers des charges de nos réservoirs).
Une plaque de protection est fixée sous le châssis du véhicule et l'accès au circuit d'air haute pression est limité. Un système de purge des réservoirs permet d'évacuer l'eau créée par la condensation.
Bon nuit, mes amis.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 18/05/2005 19:08
Por: kalevala
Bueno pues este va a ser mi primer mensaje tras presentarme. Espero estar a la altura de las circunstancias :)
Lo primero decir que creo que ya ha quedado claro donde estaba el error de PPP:
Hay varias formas de verlo, por ahi atras han dicho que el volumen V1(piston) no es el mismo que V2(deposito), etc.
Mi explicacion es mas sencilla, creo. La presion que se gana al meter el aire en el deposito es a base de meter moles de aire. Esta variable no la ha tenido en cuenta PPP al hacer sus calculos. La formula (P1*T1)/V1=(P2*T2)/V2 es para n (moles de aire cte, que no es el caso.
Una vez que dentro del deposito tienes n moles de aire, la presion variara con la temperatura externa (subira y bajara), pero si no se pierda aire, el aire quedara dentro (valga la redundancia) y la capacidad de hacer trabajo quedara intacta.
Otra cosa es cuando puede aumentar la presion de un deposito a 300 bares cargado en frio si la temperatura externa sube a 40 grados sin reventar.
Sin mencionar la fatiga de los materiales de las subidas y bajadas de preson/temperatura dia a dia durante inviernos y verano.
Por otro lado estais comentando que si la compresion es lenta se aproxima a isotermica y se gana en rendimiento. Me parece idoneo pues, un sistema que aproveche las mareas. Poca velocidad y mucha fuerza. Con un embolo gigante tienes dos compresiones al dia casi casi isotermicas, no?
Un saludo
PD: Un comentario mas. Mas que buscar sistemas con TRE muy positivo deberiamos buscar sistemas que duren mucho tiempo sin "romperse" y con poco mantenimiento. Seria una manera de invertir la energia de ahora (que nos sobra ;) ) para el futuro donde nos faltara aunque el TRE sea pequeño o incluso negativo.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 19/05/2005 09:50
Por: Antonio
Miguel: Creo, que se te a dicho de todas las maneras posibles, pero tú, erre que erre con tú coche fantástico. Estoy por pensar que tienes más cara que espaldas, o a lo mejor no, y solo es una empanada de fe rellena con ilusiones.
En primer lugar; Si tenemos un aparato de consumo de 5,5 Kw de potencia y lo ponemos en funcionamiento, a las 4 horas nos hemos pulido 5,5x4=22 Kwh de energía, lo enchufes donde lo enchufes. O bien no sabéis de que habláis, o lo que es peor, quien no sabe es el comprador.
Segundo; Para tener una motorización similar a la de un "coche sin carnet", el vuestro pesa tres veces más.
Tercero; No pretenderéis chupar de una energía con precio regulado y hacer uso de las infraestructuras que pagan el resto de los automóviles a base de impuestos en los combustible, con el cuento de que el vuestro no contamina.
Cuarto; Estás en el peor sitio para vender estos cacharros.
Cosas que digo de buen rollo, por ver si te enteras y dejas de dar la barrila.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 19/05/2005 16:11
Por: Miguel
Antonio: para ir de tan "buen rollo" como dices, tus comentarios tienen bastante mala leche. A estas alturas no me voy a almedrentar porque tu me digas, de malas formas, que me vaya. No es cuestion de cara dura, es cuestión de educacion. ¿No sabes que no es bueno para el foro hacer alusiones personales de ese tipo? Asi que no sigo por este camino. Pero te contesto a tus cuatro puntos, por el bien de la "ciencia":
1º Si tenemos un aparato que consume 5,5 kwh y lo utilizamos durante 4 horas son (hasta ahí llego) 5,5 X 4 = 22 Kwh. Justo lo que hemos hablado mil veces en este foro y lo que tenemos puesto en la web desde hace muchos años. O bien no te lo has leido o bien, no sé, pero sí sabemos de que hablamos, por lo menos a ese nivel tan primario de multiplicar.
2º Dices: Para tener una motorización similar a la de un "coche sin carnet", el vuestro pesa tres veces más.. ¿Y quien ha dicho que nuestro coche sea sin carnet? Dime de donde lo has sacado, para estar tan seguro de lo que dices. Amigo, te lo has inventado tu. Y en cualquier caso nuestro coche pesa 750 kilos. ¿Uno sin carnet pesa 250 kilos?
3º "No pretenderéis chupar de una energía con precio regulado y hacer uso de las infraestructuras que pagan el resto de los automóviles a base de impuestos en los combustible...". No pretendemos chupar nada. En todo caso si la energía es más económica a deteminadas horas no es porque la subvencionen con impuestos que paguemos los pobres ciudadanos en otra cosa, sino por que a determinadas horas hay poco consumo y la misma o parecida producción, por tanto cuestiones de "oferta y demanda", no de "chupar" nada a nadie.
4º "Estás en el peor sitio para vender estos cacharros" En eso estamos totalmente de acuerdo. El problema es que yo no estoy aquí para vender coches. Si fuera así me hubiera metido en mil y un foros que hay de coches, perdón, "cacharros" como tu dices.
Y de tu colofón: "... por ver si te enteras y dejas de dar la barrila." Gracias por tan amable comentario. Pero si tanto te "doy la barrila" no te leas los mensajes y tan amigos, no crees?. Puede que a algunas personas les interese, no se si a muchas, pero alguna hay.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 19/05/2005 19:12
Por: Antonio
Miguel: Mucha palomita y muy alto el pabellón de la ciencia. Pero no has parado ni una.
Por descontado, que el coche no te lo compro.
Te propongo un pacto entre caballeros. Tú no cuelgues más publicidad indirecta de las nucleares y yo no me pondré borde.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 19/05/2005 20:02
Por: Miguel
Antonio, te juro que no entiendo nada de lo que dices, ni de palomitas, ni de parar ni una, ni de que estoy haciendo "publicidad indirecta de las nucleares" etc. Pero un pacto entre caballeros no es lo que propones: yo no hago no sé qué (que no he entendido) y tu no te poner borde. Tu verás lo que haces, lo que dices y como lo dices, pero entiendo que lo de amenazar con "ponerte borde sino hago X" no es negociable. A mi bien poco me vas a perjudicar por más borde que te pongas, pero si perjudicas los contenidos del foro, sin duda alguna. O quizá es lo que buscas, que se deteriore esto para que cierren el hilo. Si es así, bien poco bueno dice de ti.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 19/05/2005 20:32
Por: Antonio
Miguel: Pues es una lástima que no me entiendas.
Pero con la gracia que me hace el coche, no seré yo quien consolide tus argumentos de venta.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 08/07/2005 18:14
Por: jprebo
flo, contesto a una, el peso del aire lleno y vacio, la densidad del aire es de 1293 gramos M3, como el deposito hace 340 litros a 300 bares tenemos un volumen equivalente de 0,34*300=102 M3 * 1,293 kilos=131,88 kilos de aire.
Un saludo.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 07/07/2005 22:12
Por: flo
señor miguel que no me he enterado muy bien del tema,
-cuantos kg de aire llevas en el coche?
-cuanto pesa el vehiculo con y sin aire?
-gastos de mantemiento
he oido hablar de 700kg, esto me parece una coña,
si lleva digamos 300 kg de aire el coche pesa 400 kg,
esto habria que reducirlo, no crees a 250 kg, aunque fuera un
biplaza.
Mira yo creo que en todo esto del consumo, lo que no se dice es el gasto de energia en reparar el vehiculo y el gasto de mantenimiento, si el coche lleva aceite y cada cuanto hay que reponerlo, si el vehiculo pesa menos, luego hay menos gasto de neumaticos, frenos, etc. a mi la velocidad me la trae floja.Quiero datos.
Al ejemplo, yo tengo una joya de ingenieria que es el Peugeot 205,15 años, sin averias, muy simple, muy duro y con bajos consumos, luego vas ahora e hicieron el 206 que me da, que tanta electronica y tanta ostia, esta solo para venderlselo a los niños.
Dime, porque motivo voy a cambiarlo, si solo una averia de el Toledo anterior me valio 150.000 pesetas, y aun consumiendo menos necesito algo asi como 40.000 km para
amortizar ese gasto.
Ese coche se repara facil? , o es todo humo
Cuanto vale? y no me hables de millones, porque entonces nos vamos llevar mal.
Viene con compresor o no? de la Trifasica me encargo yo.
Me puede poner en orbita si choco con la acera?
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 07/07/2005 22:12
Por: flo
señor miguel que no me he enterado muy bien del tema,
-cuantos kg de aire llevas en el coche?
-cuanto pesa el vehiculo con y sin aire?
-gastos de mantemiento
he oido hablar de 700kg, esto me parece una coña,
si lleva digamos 300 kg de aire el coche pesa 400 kg,
esto habria que reducirlo, no crees a 250 kg, aunque fuera un
biplaza.
Mira yo creo que en todo esto del consumo, lo que no se dice es el gasto de energia en reparar el vehiculo y el gasto de mantenimiento, si el coche lleva aceite y cada cuanto hay que reponerlo, si el vehiculo pesa menos, luego hay menos gasto de neumaticos, frenos, etc. a mi la velocidad me la trae floja.Quiero datos.
Al ejemplo, yo tengo una joya de ingenieria que es el Peugeot 205,15 años, sin averias, muy simple, muy duro y con bajos consumos, luego vas ahora e hicieron el 206 que me da, que tanta electronica y tanta ostia, esta solo para venderlselo a los niños.
Dime, porque motivo voy a cambiarlo, si solo una averia de el Toledo anterior me valio 150.000 pesetas, y aun consumiendo menos necesito algo asi como 40.000 km para
amortizar ese gasto.
Ese coche se repara facil? , o es todo humo
Cuanto vale? y no me hables de millones, porque entonces nos vamos llevar mal.
Viene con compresor o no? de la Trifasica me encargo yo.
Me puede poner en orbita si choco con la acera?
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 07/07/2005 22:59
Por: Miguel
Hola Flo: (has duplicado el mensaje, puedes borrarlo si quieres y evitamos espacio).
En cuanto a las preguntas que me haces, todas están ya contestadas en el foro de esta misma web que se llama "Coches con motor de aire comprimido", incluidas objeciones y respuestas en profundidad. Tambien puedes encontrar todos estos datos en la web www.motordeaire.com. Y en general comentarte que el coche aun no está en la calle, por tanto hay preguntas como las referentes a cuales son sus gastos de mantenimiento, que aun no sabemos con exactitud.
No es que no quiera contestar más tus preguntas, encantado, pero es para no duplicar mensajes. Un saludo y gracias.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 10/07/2005 12:33
Por: mia
Hola a todos, soy nueva del foro, y aùn màs en el tema de aire comprimido,
queria preguntar si es posible utilizar el motor a aire comprimido por otros fines que no sea el del coche, por ejemplo grupos electrogenos, si asi fuese como funcionaria el tema?
espero no molestar con mi ignorancia pero es que lo encuentro interesante y me gustaria saber mas.
muchas gracias
Mia
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 11/07/2005 02:33
Por: Miguel
Hola Mia:
Gracias por el interes, dado que tengo intereses directos en el asunto, quizá si eres nueva enel foro no lo sepas. Justo este hilo se abrió para hablar de las otras aplicaciones del aire comprimido, al margen del coche. Yo creo que si lo lees, poco más queda por decir, al margen de las novedades que, según vayan aconteciendo, las iré añadiendo. Y si algo aqui no se ha dicho busca el otro hilo: "El coche con motor de aire comprimido" y allí verás todo tipo de argumentos, a favor y en contra.
Tenemos ya un prototipo de grupo electrógeno que, si todo va bien, comenzaremos a comercializar en Italia muy pronto. Te incluyo una foto y aqui tienes unos videos del prototipo en funcionamiento. ¡enlace erróneo!
Un saludo amiga.
¿Por qué nadie cambia nunca el asunto?
Enviado en: 24/05/2006 19:01
Por: Kazbayadum
Hola a todos
Siento llegar un año tarde pero desconocia esta pagina hasta hace medio año y no volvi a mirar informacion sobre la empresa MDI hasta hace una semana y buscando en google veo que sois el unico foro en castellano que ha hablado del tema. Por lo que lei (9 paginas) mucho. (Alb te mande un email a traves de la web).
Fijate qeu casualidad que en una web seria, objetiva y concienciada se habla de un tema como el vector energetico que supone el aire comprimido.
Me gustaría retomar esta cuestión, si no es molestia, dado que tengo mucho que decir al respecto. No represento a ninguna entidad ni trabajo para ninguna (de hecho no trabajo xD aun busco mi primer trabajo con nomina). Tampoco resido en Madrid ni en BCN (por eso no tengo trabajo aun). Lo digo porque no os penseis que tengo intereses por dar publicidad al tema. Retomarlo 1 año después me parecería sospechoso (debo ser un paranoico).
Desconozco la razon por la que dejasteis el tema aparcado, pero me hubiera gustado que lo siguierais desarrollando tal y como empezo:
Todo vector energético es una cadena que se compone de tres eslabones: la generación (...), el almacenaje y distribución, y finalmente la reconversión en energía útil en el sitio y en el momento que precisemos(...).
Bueno, dado que no se si esto seguirá o no y para inciar un poco el tema y alentar asi a posible contertulios empiezo hablando de lo que opino de esas 3 cosas.
== LA GENERACION ==
Bueno, como bien apuntó Miguel en otro foro, para generar aire comprimido se necesita hacer girar el eje de un compresor. ¿hasta ahi de acuerdo?
Bueno, pues como punto positivo para el Motor/Compresor de aire comprimido como vector energetico hemos de decir que casi todos los metodos de producir vectores energeticos hoy dia a partir de fuentes de energia se basan en hacer girar un rotor acoplado a una dinamo electrica (dado que la electricidad es el vector que predomina). Como excepciones solo se me ocurre el panel fotovoltaico que genera directamente la electricidad. No se si hay alguno más, que alguien lo comente.
El rendimiento de este escalon, creo que si consideramos el Motor/Compresor como reversible seria el mismo que el del ultimo escalon. ¿hasta aqui de acuerdo? ¿Algun matiz?
== ALMACENAJE Y DISTRIBUCION ==
Bueno, en mi opinión en esto el vector energetico del aire comprimido gana a los otros dos competidores mas importantes, que son para mi: el Hidrogeno y las Baterias.
En que sentido les gana. Bueno el Deposito de aire, excepto fugas, no pierde energia. Y aqui abro un parrafo aparte:
¿Por que PPP piensa que si?
Bueno, al margen del despiste de decir que el volumen es el mismo, cuando lo que se conserva es la masa, ha cometido un error mas, en mi opinion. (Si habeis leido la presentacion habreis deducido que soy mas joven que algunos de vosotros, asi que puedo equivocarme. Estoy dispuesto a aprender).
El error de tu planteamiento es el sistema que estamos estudiando. Si consideramos como sistema la bombona recien inyectada de aire (y por tanto tambien algo caliente) y que se esta enfriando. Bueno, la bombona cede calor al entorno. Luego ya no vale
P · V = n · R · T el sistema ya no es un sistema cerrado para ser estudiado.
El calor, y por tanto esa energia efectivamente se cede desde el sistema al entorno hasta igualar las Temperaturas interna y externa.
La cuestion es que cuando se expande el gas al salir, tambien disminuye de temperatura. Y en el sistema de la compañia MDI (y me imagino que en los demas igual, pero me gusta MDI) dan tiempo y espacio para que el entorno devuelva parte del calor al sistema. De modo que el aire al descomprimirse baja su temperatura y el entorno para igualar temperaturas le cede calor.
Y creo que con esto deberia quedar zanajdo el tema. A mi me parece que se almacena bien. Otra duda que tengo es que este vector sea mas rentable que los otros dos expuse.
Y hablando de ellos, la distribucion del Hidrogeno para combustion me parece peligrosa y cara (700 bares tengo entendido, cuantas cervezas sera eso... :P ).
Y la distribucion de las baterias sencillamente !!no la entiendo!!! ¿Vas a una estacion de servicio y te cambian tu vieja bateria por otra de otro señor ya recargada? ¿Te tiras varias horas en la estacion de servicio recargando en medio de un viaje? ¿Estas obligado a cargar mientras estas parado para mantener las baterias siempre cargadas y usarlas cuando te mueves? No entiendo el sistema a utilizar. En las baterias de hidrogeno, creo entender que te recargarán el hidrogeno de la bateria, dado que se va transformando en vapor de agua, no? ¿o es agua en forma de gas?
En cualquier caso, el aire me parece un progreso en ese sentido. Dado que con un Compresor y cualquier sistema que lo haga girar con fuerza, podremos comprimir nuestro propio aire.
En este aspecto, es que yo creo que no dara tiempo a crear fuentes de energia renovables por todas partes y cada uno tendra que ingeniarselas con chatarra (o dicho mas cool Reparando, Reutilizando y Reciclando cosas) lo que pueda. Y tendremos millones de fuentes de energia renovables terriblemente ineficientes. Pero al menos tendremos algo mejor que no tener nada. Despues de todo las renovables "se renuevan" ¿que opinais? Na, no es una solucion contra la CE, hay que buscar algo mejor.
==RECONVERSIÓN==
Bien aqui entra en juego lo de las presiones dado que en el escalon 1 di por supuesto que pudiera ser reversible el proceso. Algunos ya lo habiais hecho, no? Recuerdo aquello de 0'7 · 0'7 = 0'49 = 49%
Bien, pues en este mismo foro pero en otro post habia leido que
teoricamente hay dos formas de comprimir el aire:
- Isoterma: un rendimiento del 100% y con una sucesion de infinitos embolos.
- Adiabatica: un rendimiento del 70%, grandes perdidas en forma de calor.
Y luego esta la politropica que es intermedia, entre ambas. ¿Me equivoco? es que estoy seguro que lo leí. Asi como una serie de formulas. que hablaban de un coeficiente de compresion o algo asi un valor entre 1 y 1.5...
Bueno el motor de MDI, que para mi es el mas avanzado. No se por qué. Me da la sensacion de que Guy Negre es un loco inventor chiflado pero majete y ecologista o algo asi. Se que podriais pensar "¿y por que no lo hacen los demas?" Bueno, hay gente con ideas. Tampoco han pasado tantos años, no han pasado mas de 100 y los primero 70 años tengo entendido que las empresas miraban a la peseta, les importaba poco el trabajador. Y la gasolina es barata para toda al energia que da.
Asi que me parece que pueda ser que esta empresa haya mejorado lo existente suficientemente. A veces surgen pequeñas empresas con ideas que alcanzan a sus predecesoras. Mirad Linux o AMD o ... no se me ocurre mas. Pero hay gente con ideas. Y las empresas no son tan innovadoras y vanguardistas. Dedican mucho dinero a los proyecots de I+D pero no se si lo dedican a MUCHOS proyectos de I+D. Con esto quiero decir que igual se gastan mucho dinero pero apostando en las 4 cosas que consideran que tiene mas futuro. A los empresarios les gusta esto de apostar y dar un
ORDAGO a mayor ^^ como si fueran todos de Bilbao :P (Disculpadme, soy de allí)
Volviendo al grano. El motor de MDI es politropico de 3 fases (la serie 34) segun veo en su web, pongo una grafica muy interesante si me permitis.
Bueno, No me parece descabellado pensar viendo esa grafica un rendimiento teorico del 84%. Dado que esta entre 100 y 70. Ademas de que he oido varias veces que un motor neumatico tiene un rendimiento del 80%. He de suponer que los de MDI han podido llegar a este punto.
Puedo dar detalles del motor, decir lo que entiendo que hace, dando datos concretos que les he oido decir. Como les llevo siguiendo mucho, mas o menos ya se lo que quieren hacer. He tenido tiempo de pensar.
RENDIMIENTO TOTAL del SISTEMA:
Veamos la GENERACION suponiendo reversible el motor tendria que tener un 84% de la energia que apliquemos al rotor, el ALMACENAJE hemos dicho que no pierde energia, luego rendimiento 100%, y la RECONVERSION en energia que aplica el rotor es del 84%
Por tanto tendriamos que 0'84 · 1'00 · 0'84 = '7056 = 70'56%
Y ESTO es lo que creo que entienden por 70% de rendimiento total. ¿Que os parece? Ahora saquemosle fallos.
Muchas gracias por leer este toston. Espero que me notifique cuando llegue alguna respuesta.
Agur! (adios)
Nota: Los chistes, tonterias, impresiones y sueños son gratuitos y estan bajo licencia Creative Commons, si no os han hecho gracia, lo entiendo, yo solo intentaba escribir una respuesta a la vez que me presentaba por primera vez en el foro :P y tambien queria amenizar un poco la lectura. Berriro agur (adios otra vez)
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 24/05/2006 19:47
Por: pleirb
Volviendo al tema inicial de este hilo. En mi opinión, la forma más conveniente de aprovechar el aire es la siguiente:
Desde una represa, molinos de viento o aprovechando la fuerza del mar para comprimir directamente el aire en tanques a la mayor presión posible.
Los motores para mover un vehiculo un barco o lo que sea, pienso que la compañía RegusciAir tiene la solución mas eficiente. He estudiado este motor y es lo más simple que he visto en mi vida. Prácticamente no hay rozamiento entre las piezas que compone este motor o mejor dicho pistón libre (sin articulaciones). Se inyecta aire en el pistón y este tira de la rueda libre. Cambia el concepto de caja de cambios ya que por cada cambio se necesita un pistón adicional.
La bicicleta o moto trasformada a este sistema que desarrolló el inventor con sus manos solo lleva un solo pistón y puede llagar a 80 km/h, lo mismo que una moto naftera sin cambios. Basta con ingresar al
sitio[*7] e investigar un poco para poder imaginar el funcionamiento.
Voy a contar chistes en el asunto :P para ver kien lo lee
Enviado en: 24/05/2006 21:40
Por: Kazbayadum
Guay.
Voy a mirar esa compañia. ¿Tienes datos de rendimientos o algo similar? Para ver si han avanzado en ese campo.
En cuanto a GENERACIÓN, opino como tu, se podrian idear sistemas para comprimir el aire directamente. De momento, no se como se puedan llegar a los 300bar de manera directa. Pienso en que bajo el mar hay 300bar, pero no se me ocurre nada. De todos modos, como dije en el otro post. Es como con la electricidad, con hacer girar un eje bien sea directamente (eolica) o mediante turbinas (termica) puedes cargar aire con un compresor. Para mi en eso es muy bueno el aire comprimido como vector energetico.
Frente al hidrogeno, por ejemplo. No he visto formas de almacenar la energia en forma de hidrogeno que se aprovechen de un movimiento rotatorio. Las que he leido siempre usaban electricidad para generar microhondas o lo que fuera. ¿Alguien sabe allguna forma? Aun asi, desconozco el rendimiento de:
Eje -> Electricidad -> Hidrogeno y podria ser mayor que
Eje -> Aire Comprimido (que lo calcule antes como 84% aunque aun no lo hemos debatido)
--------
Esto ya creo que no es el tema del hilo pero tampoco vamos a hacer un hilo aparte sobre las diferentes compañias para comprimir aire o para utilizar aire
En cuanto a RegusciAire... ¿Es versatil esa Tecnologia?. Una de las cosas que me gusta de MDI es que puedes invertir el proceso y comprimir el aire con el mismo motor. Es un motor-compresor.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 24/05/2006 23:21
Por: pleirb
Con cuatro tanques de los que usan para bucear en el océano y a 200 kilográmetros por cm cúbico de presión logró hacer 100 kilómetros en un auto prototipo a una velocidad de 50 km/h en el año 1992. Estos datos que están el sitio Web y es lo que recuerdo de varios investigaciones que he hecho.
En pocas semanas piensa rediseñar este vehículo para lograr aún más rendimiento.
Cuando me refiero al mar es mas bien a las olas. Aprovechar la fuerza de la ola.
Además se me ocurre otra forma para comprimir aire: haciendo bajar agua acumulada por la lluvia en una gran altura (un cerro por ejemplo) e inyectarla en un tanque para que el aire de este tienda a salir por un conducto y dirigirlo a otro tanque (el de aire en si).
El motor de la RegusciAir se puede invertir sin problema para lograr comprimir aire e incluso para recuperar la energía de frenado. No hay prototipos de esto pero lo números cierran y muy bien. Es mas, este tipo de compresor sería muy fácil de idear en el mar, aprovechando su fuerza. Debido a las prestaciones de este motor es el escenario ideal.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 28/05/2006 15:54
Por: pleirb
Kazbayadum: no se, no de que empresa hablas, ni de que porcentajes, ni de que Web. No se que es un timo para ti
Disculpa, es que no se para quién es la respuesta.
Blanca+Negro=mulato,India+Blanco=mestizo,China+Rubio=porro:P
Enviado en: 28/05/2006 23:09
Por: Kazbayadum
pleirb: Hablo de la empresa que pusiste, de los porcentajes que en ella se exponen y de la web a la que hiciste referencia.
Y eso, espero tu respuesta :)
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 29/05/2006 05:13
Por: Bioargentino
Disculpen que les baje la ilusión de un hondazo, pero aqui no han habledo mucho del rendimiento volumétrico y del rendimiento mecánico.
El tema de la compresión y expansión de aire no es tan simple como para querer entenderlo sólo con las leyes de la termodinámica y un diagrapa p-v.
Para poder comprimir un gas se utiliza normalmente un cilindro y un pistón. Cosa que ocasiona 2 problemas:
1)la velocidad de desplazamiento hace que el gas, en este caso el aire, no pueda ocupar toda la cavidad del cilindro, problema que se agrava cuando aumenta la velocidad del compresor ( ciclos por unidad de tiempo).
2)para que el aire no escape entre pistón y cilindro hay elementos de sellos que rozan contra las paredes, y a mayor presión a comprimir, mayor es el rozamiento (pérdidas por calor), o mayores son las pérdidas por fugas entre pistón y cilindro, una de las dos , según sea la fuerza de contacto de los sellos.
Cuando las presiones son muy elevadas ( y 300 Kg/cm2 es una presión muuuuuuy elevada) aumentan sensiblemente los 2 problemas explicados anteriormente, o lo que es lo mismo, disminuyen el rendimiento volumétrico y el rendimiento mecánico.
Y como si esto fuera poco, el aire real, el que repiramos, contiene agua en forma de vapor, que al comprimirse se transforma en líquida, agregando una pérdida más al sistema.
Ahora , Kazbayadum, te sugiero que vayas al primer hipermercado que tengas a mano y veas un compresorcito de esos de hobbysta de 1,5 hp y te fijes cuantos litros por minuto comprime, luego calcula con el diagrama p-v y con 7 kilos de presión, a la cual trabajan estos bichitos, cuál es la energía real que entregan al aire y me expliques por que la diferencia es tan grande si el rendimiento teórico es del 84%, segú tu dices.
Y a los motores de aire les ocurre lo mismo que a los compresores: tienen un rendimiento termodinámico, otro volumétrico y otro mecánico, y lamentablemente se multiplican entre sí.
Mientras tanto, los rendimientos actuales de motores y generadores eléctricos superan el 95% y hay baterías 3 veces menos pesadas que las de plomo ácido.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 29/05/2006 19:38
Por: Dr. Morgenes
Todo tiene su ventaja y su inconveniente. Rendimiento del 36%?
Pues es muy superior al de un coche de gasolina y nadie dice nada.....
Y en cuanto al rendimiento en las centrales térmicas y el rendimiento de lposterior transporte de la electricidad por las lineas de Alta Tensión?
Si es que no hay nada perfecto.
Cada sistema energético conforma una sociedad distinta, Yo el motor de aire lo veo útil. Creo que puede tener sus aplicaciones.
Por ejemplo. Una explotación agricola...con sus paneles y su molinito de viento. Pues un sistema de aire podría aprovechar el exceso de energía en los momentos de producción y cederlo en los momentos de escasez. Sería como un embalse que regulariza el caudal energético. Creo que tiene ventajas evidentes frente a las baterias.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 29/05/2006 21:20
Por: Amon_Ra
Totalmente de acuerdo Dr morgenes ya nombre esta posibilidad para el mundo agricola en otro foro pero la mayoria les interesa el cochecito y el tipo de vida actual y como mantenerlo cuando el mayor problema sera el encarecimiento cada dia mayor de los alimentos.
Ya se utiliza el aire comprimido en muchas funciones agricolas yo personalmente lo gasto solamente que es el tractor el que mueve el compresor y llena la botella la poda de hoy en dia se hace asi se activan motosierras tijeras y monton de herramientas del campo ya son de aire y muchas que se pueden acoplar lo que nadie me respondio nunca son que tipo de compresores seria mejores para acoplar a generadores eolicos directamente pues el bombeo de pozos y elevacion con la eolica ya es viejo con los windcharger (muy buen par)con bomba de piston para agua claro el rendimiento termico en la compresion no lo tienen casi al ser agua existiran rotativos con mejores rendimientos para el aire y acoplables a las revoluciones de trabajo?
Este campo a nadie le interesa mientras las segadoras les sigan trayendo el trigo aunque gaste gasoil y no se tenga que segar a mano como hace 50 o 60 años para que preocuparse las alimentaremos con biodiesel siempre la misma proyeccion del maquinismo de la era industrial.
Gastaremos biodiesel que producira electricidad y moveremos motores que produciran aire y separaremos el trigo de la paja.
Esta parece ser la logica repetitiva de siempre mas complejidad mas maquinas.
Cuando antiguamente se aventaba el trigo al aire pues bien ese aire sige estando ahi perfeccionemos el sistema movamos un fuelle en que su salida este controlada comprimamoslo por si es imprescindible esa energia, pero hagamos el trabajo cuando tengamos la energia esos conceptos con el industrialismo se olvidaron se seca el cereal con gas_oil se puede hacer como conozco con simples paneles termicos solares de aire si se necesita secar un poco mas rapido pero parece ser que la complejidades es lo ideal.tractores a hidrogeno y mil inventos del TBO mas para mantener la barraca como sea.
Sacarle la materia organica al campo cuando necesita un minimo del 5% para mantener la vida en la tierra en su ciclo pues no ,se la quito toda que se mueran los animales que producen el humus y luego se lo llevaremos en camiones a biodiesl o hidrogeno cientos de km ese humus con los metales pesados que lleve desde la depuradora urbana y asi casi todo.
El rendimiento del 36% del aire comprimido con una tecnologia madura como es un buen sistema de almacenaje energetico que donde se tenga el aire (el campo) puede ser util.
(no odio las maquinas fui mecanico naval y las conozco algo pero creo que tienen solo su justo valor)y deformaron mucho la forma de ver la vida en esta sociedad.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 30/05/2006 06:17
Por: pleirb
Leí lo de los porcentajes, no entiendo bien que quiere decir con eficiencia. Tampoco entiendo el 36%. De todas formas, así como comentan, el aire no solo es para coches. Y que importa el rendimiento si hoy en día mover cualquier máquina a aire comprimido es lo más económico. Ahora, yo no puedo probar lo que dice Dr. Morgenes. Habla de un rendimiento menor para la gasolina y eso que no hay que generarla como en el caso del aire. Aunque debemos recordar que seguramente se gaste mucha energía para extraer el petróleo, aunque se use el mismo petróleo para mover las máquinas que extraen el petróleo. Pero estamos hablando de un vector energético que algún día se va a terminar. ¿Y que gasto energético implicaría generar petróleo si esto fuera posible?
El alcohol que proviene de elementos vegetales y que se cultiva, involucran muchos gastos, antes de su consumo. Pienso que el titulo de foro podría cambiar a: ¿El aire comprimido es el mejor vector energético renovable?
Además podemos olvidarnos del gasto energético utilizado para comprimir aire si utilizamos un compresor ubicado sobre una represa que utiliza la fuerza del agua, de la naturaleza para moverlo.
Sabemos que el petróleo es un buen vector pero se nos termina. El aire quizás algún día se termine también pero si eso sucede nos morimos todos jeje.
Y con respecto a los motores a biela: Es un invento que provoca muchos desgastes. Debe haber pérdidas al momento de la explosión ya sea de aire (válvula abierta) o de combustible. Si el aire tiene fugas ¿la combustión no tiene el mismo problema? ¿Qué presión se obtiene al momento de encender la nafta dentro de un pistón?
Ahora, con respecto al pistón libre ideado por la compañía Regusciair. No tiene biela, es sólo un pistón al cual se le inyecta un poco de aire a muy alta presión y se expande solito a lo largo de todo el pistón. A medida de que este aire se expande, obviamente se va perdiendo presión hasta llegar a una atmósfera (presión en la que normalmente vivimos). Y hasta el final del recorrido este pistón hizo una fuerza, la cual se puede aprovechar para mover cualquier cosa, incluso una rueda. ¿No es esta la mejor forma de aprovechar el aire? Tan simple…
efecto vórtice
Enviado en: 30/05/2006 08:14
Por: escéptico
¿sería eficiente usar el efecto vórtice?
A partir del aire comprimido, sale aire frío por un punto (aprox. a -40ºC), y aire caliente por el otro (a unos 80ºC).
No sé si sería interesante usar este efecto generado por el aire comprimido en un motor Stirling.
aquí[*8]
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 30/05/2006 13:35
Por: jprebo
He visto el dibujo pero no entiendo nada, ¿por qué se crea esa diferencia termica entre un punto y el otro?
Comprobado, nadie lee el asunto
Enviado en: 30/05/2006 14:21
Por: Kazbayadum
Respondiendo por orden.
Bioargentino: gracias por responder. Imagino que sabras de esto algo más que yo, asi que te planteo mis dudas. Rendimiento volumetrico, mecanico y termodinamico. Yo en mi anterior post intente hacer encajar unos datos sobre un motor concreto de 3 tiempos (por eso tres curvitas) del que creo (y espero) que puse un enlace. Es un motor-compresor, por lo que deduje igual eficiencia (rendimiento) en ambos sentidos (compresion y descompresion).
Yo entiendo que el 84% entonces es el rendimiento del motor. No el rendimiento termodinamico, sino el general. Lo que quise decir al poner la grafica es que con esa grafica no era dificil pensar un rendimiento termodinamico muy alto (Tened en cuenta que la linea isoterma tiene un rendimiento teorico del 100%)
1)la velocidad de desplazamiento hace que el gas, en este caso el aire, no pueda ocupar toda la cavidad del cilindro, problema que se agrava cuando aumenta la velocidad del compresor ( ciclos por unidad de tiempo).
Bueno en esto creo que el motor posee una biela patentada que mantiene el piston arriba sin moverse durante 70º de rotacion. esto se supone, permite que el aire entre y ocupe toda la cavidad.
En cuanto al punto 2, es cierto, habra perdidas por calor, pero tengo entendido que la presion de trabajo son 20bares. Supongo que precisamente por eso, para que no haya fugas. Yo tengo entendido que las perdidas por rozamiento no reducen demasiado el rendimiento de un motor, no?
Solo puedo decir eso. ¿Que me dices? Rendimiento volumetrico mejorado y rendimiento mecanico normal. Pongo el ejemplo de estos moto-compresores porque los considero mas avanzados que los clasicos motores neumaticos.
En cuanto a los motores electricos. Tengo entendido que fallan en la parte de la GENERACION, ya que si bien tienen un gran rendimiento tengo entendido que tienen la necesidad de convertir el movimiento en uno mas rapido y menos potente (por explicarme llanamente), problema que el aire comprimido no tiene y en el ALMACENAJE tienen el problema de que las baterias deben ser cargadas lentamente, cierto? Podriamos hacer una comparativa de peso entre unas bombonas que contengan 90m^· de aire a 300bar y unas baterias electricas que vayan a producir la misma energia. Comparamos pesos y tamaños. Lo digo en serio, por ver como queda. En la DISTRIBUCION estan las consabidas perdidas de conversion a alta tension y por el calor disipado (olvido los nombres de los cientificos, pero se que esto tenia un nombre).
Si bien no sabia que hubiera motores electricos con rendimientos del 95%, gracias. De hecho no se el rendimiento medio de un motor electrico :P Gracias de nuevo.
Amon Ra: Por favor, utiliza alguna coma, que el texto no se entendia bien :) Estoy contigo en que siempre andan liando y liando con mas maquinaria las cosas. Creo que los motores de aire son
relativamente faciles de mantener y limpios (sin suciedad) y que puedes comprimir el aire con cualquier cosa que mueva el rotor directamente (sin hacer conversion a electricidad). Tengo el mismo sueño que tu (bueno eso he entendido) que cada uno se produzca parte de su energia desde diversas fuentes que tiene a su alcance.
Pleirb: eficiencia es rendimiento. Si tienes 100J de energia en la bombona y el 30% se pierden en fugas, es una eficiencia del 70%. Si luego el 50% se pierde en rozamiento, la eficiencia no es 20% sino 35%. Esto es porque
70% x 50% = 35%
No acierto a imaginar ese sistema de piston + cilindro sin biela. Por favor si puedes hacer un dibujo te lo agradeceriamos todos.
Escéptico: Ni idea. Tal vez sea una buena idea para mejorar rendimientos o quizas ese efecto saque aire sin presion por ambos lados y el rendimiento sea muy malo. Que otro diga algo XD Lo que si que estaria bien, igual es para producir calor con aire comprimido. Igual es mas barato que instalar unos acumuladores. O igual tiene otra aplicacion.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 30/05/2006 15:00
Por: Amon_Ra
Gracias por el comentario .
Me encanta la sencillez del modelo muy ingenioso el sistema de trasmision, eliminando el clasico cigueñal.
Si no me eequivoco podria trabajar con cualquier regimen de revoluciones por lo que observo .
Visite la pagina y me inscribi en las novedades luego la leere con mas detenimiento.
De entrada fantastico desde el punto de vista mecanico solo tres puntos de trasmision de la fuerza, muy simple si señor.
Vere en la web si habla del regimen de revoluciones con mas detalle.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 01/06/2006 08:57
Por: pleirb
Kazbayadum: Tengo un dibujo sobre lo que tu quieres, pero no tengo donde colgarlo. ¿Quieres darme un correo para que te lo envíe? Quizás tu puedas ponerlo en algún lado para que todos vean de que se trata esta patente.
Definitivamente, nadie lee mis malditos asuntos.
Enviado en: 08/06/2006 01:26
Por: Kazbayadum
Hola:
Gracias a todos por tirar un poco de esta entrada.
La verdad es que me preocupa este tema. Para mi hay dos vectores energéticos estrella: la electricidad y el aire comprimido.
Me parece que cada uno tiene sus pros y sus contras pero que ambos son bastante eficientes. Personalmente la electricidad es absolutamente necesaria para mantaner mi ritmo de vida (o incluso uno que gastase un 10% de la energia que gasto ahora) ya que no habria internet ni nada de electronica, y eso me fastidiaria bastante. Pero por otro lado opino que la electricidad se almacena en pesadas baterias y eso es lo que no me agrada.
Comparativamente opino que el aire comprimido ahi gana un punto y nos sirve para los futuros medios de transporte de nuestro futuro-sin-mucha-energia. Ademas el otro dia me di cuenta de que para transporte de alimentos serviria muy bien para refrigerar los alimentos, no? Y eso es de lo que más me preocupa (la distribucion de comida) que pueda pasar en una futura crisis.
Por eso propongo iniciar un debatillo sobre el tamaño y peso de bombonas y su equivalente (en autonomia) en baterias. Y sobre la vida util de ambos ALMACEN(AJ)ES.
A pleirb le he mandado un mensaje a su correo (esperemos que no vaya a la carpeta spam) sobre como colgar sus imagenes en imageshack y publicarlas en el foro. Espero verlas pronto que me intrigan muchisimo.
Amon Ra No soy muy ducho en mecanica de motores, pero imagino que si tendran un cigüeñal, ya que son 3 pistones (para conseguir la grafica que puse el otro dia). Imagino que el circulo de la imagen es el cigüeñal. Si te refieres a que es diferente de un cigüeñal clásico, explicame, que no sé como es un cigüeñal clasico. Lo que es diferente es la biela, no? Gracias :)
Lo del regimen de revoluciones, siendo un "artilugio" tan sencillo imagino que soportara bastante.
Y a los demás compañeros... seguid opinando y aportando datos, que yo quiero sacar una conclusion de esto: ¿Es el aire comprimido una opcion como vector energético? Porque si es así sería bueno que le dieramos un poco de fama, hablando sobre ello y que salgan nuevas tecnologias al respecto y no todo pensado para usar electricidad... "el otro" vector energetico. Porque a mi modo de ver las grandes empresas de motores se estan centrando ahi porque luego van a ser 2 o 3 superindustrias que se haran con el mercado y nos venderan unas buenas baterias de marca. Sin embargo, el aire es dificil de monopolizar ya que la materia prima es aire y es facil producir buen aire comprimido. Solo se necesita un buen compresor... Por otro lado ambas necesitan de una fuente de energia para cargar las baterias (o producir hidrogeno) o comprimir el aire.
Creo que quieren privatizar el futuro con las tecnologias del hidrogeno y de la electricidad. Yo no quiero en mi casa una bateria de marca si puedo tener un deposito fiable igualmente eficiente que voy rellenando segun me convenga hoy con los que llenan con eolica mañana con los que lo hacen con hidraulica... un libre mercado.
Y ya, abriendo el debate sobre el ALMACENAJE
Pros del aire comprimido.
- Las bombonas con aire creo que no pesan tanto como las baterias (pero es una creencia basada en la fe y la observacion, si alguien aporta datos...).
- Las bombonas de aire tienen una vida mas larga y por tanto generan menos cantidad de residuos.
- Ademas los residuos que generan son menos contaminantes, incluso tengo entendido que es reciclable/reutilizable, ya que las que he visto son de fibras de vidrio entrelazadas sobre un deposito de plastico (no sé datos más concretos, me baso en lo visto en MDI).
- No sufren perdidas excepto por fugas de un mal sellado, al contrario que las baterias que se van descargando, sin mas, por contacto con el aire, ¿no? sino no sé por qué fenomeno físico lo hacen.
Pros de las baterias.
- Tengo entendido que ocupan menos espacio, aunque pesan más (pura fe divina ;) jeje datos, datos ¡datos!).
- Hay multitud de aparatos que funcionan directamente con electricidad, por tanto sin conversion, y muy pocos que necesiten de aire comprimido directamente.
No se me ocurren más, así que aportad.
Graciaaaas
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 08/06/2006 15:17
Por: pleirb
Bueno acá esta el famosos motor a pistón libre y rueda libre:
Lo que represento aquí es lo que yo entiendo por esta patente. Es el funcionamiento básico de un motor a aire comprimido con un pistón. Si fueran dos pistones, uno puede ir mientras el otro vuelve. El de un pistón quizás reciba alguna queja debido a que es un motor de fuerza discontinua (a mi entender), pero como mencioné, el de dos pistones no tiene ese problema.
Es un pistón (derecha) el cual recibe aire mediante una válvula. Cuando el pistón llega al tope ya hizo su trabajo sobre la rueda (tirando de la cadena o correa). El resorte se estira y queda haciendo fuerza para cuando se libera el aire por otra válvula. El pistón vuelve a su punto de origen y se vuele a repetir el la historia.
¿No es simple? Estudios del inventor, aseguran que por ahora esta es la mejor forma de aprovechar la energía del aire comprimido.
Kazbayadum: Tienes mucha razón con respecto a la energía eléctrica. Por el momento es impensable hacer funcionar una computadora a aire comprimido, sería solo para los ventiladores o sistema de refrigeración. El aire comprimido, para mover motores, creo que puede llegar a ser imbatible. Con el sistema que arriba muestro, el pique, la velocidad y la fuerza pueden ser equiparadas y superadas a los ya conocidos sistemas a combustión. Según el inventor es posible. Solo hace falta perfeccionar este motor.
Son los albores del motor a aire comprimido.
Por otro lado, dices que ocupan mucho espacio los tanques. Que tal si con la tecnología que hoy en día tenemos logramos hacer tanque mas resistentes y compresores mas potentes que logren comprimir 3 o 4 veces mas de lo que ahora se hace (300 bar). En realidad, hoy en día ya es posible llegar a esta presión, el problema es con las ISO y un montón de reglamentos.
Y otra cosa importante: Si realmente queremos este futuro hay que empezar con lo básico, represas hibridas, que generen electricidad y por otro lado aire comprimido. Es absurdo utilizar un motor eléctrico para comprimir aire cuando lo podemos comprimir directamente en una represa o en un molino de viento o en lo que sea. La energía del mar a mi gusto es la ideal para comprimir aire. El ir y venir de las olas puede hacer fuerza sobre un gran pitón compresor.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 09/06/2006 10:21
Por: jprebo
[QUOTE BY= pleirb]
Por el momento es impensable hacer funcionar una computadora a aire comprimido.[/QUOTE]
Te equivocas, ya hay desde hace años, ordenadores de aire comprimido, el que yo he visto tiene una capacidad de 64kbits, es poco, pero existen, se usan en zonas de alto riesgo de explosión y son usados como PLCs para determinadas máquinas neumaticas, por supuesto que no pueden conectarse a internet, pero existir, existen.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 09/06/2006 14:06
Por: Kazbayadum
Para pleirb.
Cuando el aire se expande por el cilindro y el piston va hacia la derecha, entonces el aire ejerce una fuerza y el el piñón gira en sentido horario.
Cuando el aire sale por la valvula de escape, entonces el resorte ejerce una fuerza y el piñon gira en sentido antihorario.
Ahora explicame una cosa:
¿La rueda va girando en un sentido cuando el aire se expande y en el sentido opuesto cuando el resorte tira?
O bien ¿el piñon es como un piñon de bicicleta de los que van libres cuando giras en el sentido opuesto a la marcha? Porque si es así... ¿no es más complicado ponerle ese piñon que poner una sencilla biela?.
Gracias.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 09/06/2006 14:46
Por: Amon_Ra
Perdon por mi error vi solo el dibujo y no lei que serian tres pistones.
Ahora aunque me sige gustando tengo mis dudas lo vere con mas detenimiento.
cigueñal">[*9]
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 09/06/2006 19:25
Por: pleirb
Computadoras a aire comprimido, pues bien, todos los días se aprende algo nuevo.
Pero lo que puse no fue mas que un ejemplo para demostrar le importancia de la electricidad, ahora pondré a la bombita eléctrica como ejemplo. Supongo que no hay de estas a aire comprimido…jaja, de lo contrario este mundo podría funcionar solo a aire.
Contestando a otras dudas: El piñón, es como bien dicen: “libre”, de ahí el termino rueda libre que utiliza el inventor y voy a decir gracias, este comentario que han hecho me ayudó a entender bien el nombre del invento.
Cuando el aire se expande por el cilindro y el pistón va hacia la derecha, entonces el aire ejerce una fuerza y el piñón gira en sentido horario junto con la rueda.
Cuando el aire sale por la válvula de escape, entonces el resorte ejerce una fuerza y el piñón gira en sentido antihorario. Es como un piñón de bicicleta de los que van libres cuando giras en el sentido opuesto a la marcha.
No veo que sea complicado poner un simple piñón en la rueda de un auto, por poner un ejemplo, es copiar el mismo sistema que todas las bicicletas del mundo tienen. Obviamente, lo que esta en el dibujo es muy básico, en un auto hay que tener en cuanta otras fuerzas y quizás los materiales deban se mas resistentes etc. El inventor comenta en algún otro foro que ahora no recuerdo cual es que con este sistema tiene como tres veces menos perdida de energía que la biela. Y comenta también que el piñón tiene una pequeña perdida de energía debido a esta propiedad de hacer fuerza en sentido horario y casi nada en sentido contrario. Para este problema comenta que es posible disminuir mas esta pérdida energética utilizando un piñón electromagnético.
Para el cierre y apertura de válvulas olvidé comentar que puede ser manual o con electro válvulas computarizadas que deciden el momento exacto en que deben abrirse o cerrarse para una mejor eficiencia.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 09/06/2006 20:32
Por: Amon_Ra
Si que existen y se utilzan para trasiego de materiales quimicos que emanen gases inflamafles tipo disolventes pues electricamente podria poducir explosiones el otro dia tire un catalogo antiguo por cierto.
El aire se toma de la red de aire neumatica que va por toda la fabrica y se surte de los tanques y compresores.
En la manipulacion de productos quimicos se utiliza mucho este tipo de bombas.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 09/06/2006 22:55
Por: pleirb
¿Si existen? ¿Lámparas a aire comprimido? ¿No se necesita químicos para eso?
Si es realmente como dices sería muy interesante incluir este tipo de cosas en un automóvil para las luces por ejemplo. La batería sería obsoleta.
Por otro lado voy a seguir documentando un poco lo que es un piñón. Encontré algo que ilustra perfectamente este sistema:
Con este pequeño piñón el inventor Regusci recorrió 100 Km. con una sola carga en el año 1992, un vehículo a aire comprimido hecho por el, según lo que comenta en su sitio Web.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 16/06/2006 22:33
Por: otso
Hola, he leido todo los comentarios de este hilo y la verdad es que me ha sorprendido y enganchado bastante el tema.
Si llegue a este foro fue porque precisamente alguien de donde yo vivo(alemania) nos comento la posibilidad de construir nosotros mismos un gran almacen de aire comprimido y poder asi guardar energia que poder usar mas adelante al estilo guardando todas las distancias fisicas y mecanicas de una bateria gigante.
Como mi aleman no es muy bueno, no conseguia entender como el aire comprimido podia guardar ningun tipo de energia y por esto buscando en google llegue aqui.
Quiero a gradecer a todo el mundo que se ha mojao por las razones que sean en explicar una y otra vez las mil y una posibilidades del aire comprimido.
Despues de leeres a todos ahora entiendo perfectamente porque no me entraba en la cabeza como se podia guardar energia mediante el aire, porque como bien habeis explicado algunos no es energia en si lo que se guarda en el.
Debo reconocer tambien que muchos de los comentarios se escapan a mi capacidad de entenderlos dado que la fisica nunca ha sido lo mio.
Por todo ello me gustaria comentaros un ejemplo real y que quien tenga ganas me diese algun consejo sobre como hacerlo.
Donde vivimos tenemos dos molinos de viento que producen 37-40 kw a maxima potencia, vivimos unas 40 personas intentando no solo conseguir la electricidad de la manera mas limpia posible sino tambien intentando gastar mucho menos de lo digamos normal.
Por todo esto la mayoria de las veces que hay viento la electricidad sobrante va a la red general y recibimos 9 ctms por kw, pero cuando no hay viento y tenemos que chupar de la red general debemos pagar 20, por lo que llevamos mucho tiempo pensando como hacer para poder "almacenar" el maximo que con nuestros medios podamos.
Tengo que decir que no tenemos mucho dinero como para hacer una instalacion profesional y que habiendo entre nosotros desde ingenieros hasta soldadores nuestra ide es aprovechar y hacer toda la instalacion caseramente por decirlo de alguna manera.
Hemos conseguido gratis un compresor de no muy elevada potencia y realmente viejo, pero gratis es un FMA Pokorny modelo k30-sd418 que necesita 44kw para comprimir 6800l/m de 3 cilindros refrigerado por agua, utiliza 19ls al minuto de agua y la calienta unos 20 grados por lo que utilizariamos esta agua para calentar un taller de mecanica que tenemos.
Tenemos la posibilidad de conseguir gratis tambien 3 tanques de 15ms por 2 de diametro utilizados para transportar aire liquido, o sea preparados para una presion de 160bares, segun nos han dicho y como nuestro compresor no comprime mas de 10 bares maximo hemos pensado que al menos la presion no seria un problema por el tema fugas.
Vivimos muy cerca de Berlin, o sea, mucho frio, por lo que tenemos idea de meterlos bajo tierra.
La pregunta que me gustaria hacer es, porque aqui nadie entiende bien ni de termodinamica, ni de aire comprimido, cuanta energia podriamos "almacenar" en estos tres tanques.
Quiero decir tambien despues de leer todos los comentarios que uno de los ingenieros ha dicho que no seria un problema instalarle una caja de cambios al compresor y hacer que comprimiera mucho mas lento, hasta hacer que comprimiera solo a una cuarta parte de su capacidad por minuto.
En principio nos parecia que la pregunta no debiera ser si es o no interesante para nosotros dado que al fin y al cabo solo nos pagan 9 ctmos por kw cuando nosotros debemos pagar 20 pero despues de leeros yo tengo mis dudas de si merece la pena montar todo este tinglao, con numeros y aunque lo he intentao y he sacado algunos numeros no tengo claro si lo hago bien o no, asi que si hay alguien que pueda echarme una mano le estaria enormemente agradecido.
Se que falta un dato importante, como vamos a hacer la descompresion y la verdad esto aun no lo sabemos, por eso estamos abiertos a ideas que claro, podamos hacer, conseguir mas o menos facilemente, nada de high tec. Uno de los ingenieros ha trabajado muchos anios en turbinas y podria hacer practicamente cualquier cosa que sea aconsejable.
Gracias a quien eche un cable de antemano.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 17/06/2006 06:56
Por: pleirb
No se mucho, pero hay algo que quizás te pueda asegurar: El aire se almacena más rápidamente comparado con la batería. Los tubos no se desgastan tan rápidamente como lo hacen las baterías bastante caras por cierto. La electricidad es buena generarla en el momento y utilizarla para alumbrar o hacer funcionar cosas que con el aire sería complicado. De todas forma te recomiendo mucho el aire para mover motores y herramientas de trabajo. No estoy seguro pero es muy probable que sea más conveniente utilizar tanques de aire comprimido en vez de baterías. El problema es: como convertir el aire comprimido en movimiento y este en electricidad por ejemplo, pues, bueno, hay que utilizar un motor ¿no?
De lo que se habla mucho en este foro es de los vehículos con un motor a aire comprimido, ya que hay en este momento tres compañías que se ocupan de lo mismo.
Lo bueno que tienen ustedes los Alemanes son los compresores justamente. El otro día estaba buscando información al respecto. “Bauer” es una compañía alemana dedicada a fabricar compresores y tienen uno que logra 500 bares de presión.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 17/06/2006 07:02
Por: pleirb
Por otro lado, olvidaba comentarte. Porque seguramente el compresor que consiguieron utiliza energía eléctrica que obtendrían del molino de viento. Lo ideal sería, conectar el molino de viento directamente al compresor y evitar la generación de electricidad. De esta forma se comprime el aire directamente y se gana mucha energía.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 17/06/2006 14:27
Por: Alb
Hola Otso y se bienvenido.
El problema que planteas parece muy interesante , voy a ponerme a hacer unos cuantos numeros a ver que obtengo.
Para ello me falta un dato importante. ¿Cuanta energia habeis vendido a la red?
Si es poca la energía que estas vendiendo no merece la pena, complicarse para intentar almacenarla.
Como vendeis a 9 y comprais a 20, para que el sistema de acumulacion sea rentable debe tener un rendimiento globla mayor a 9/20=45%. Ya que si el rendimiento es menor resulta mas conveniente vender cuando sobre y comprar cuando se necesite.
Creo que es posible obtener un rendimiento mayor que el 45%, lo que supone un beneficio economico. Lo que dudo es que este beneficio permita amortizar el coste de la instalación y su mantenimiento.
Esta instalacion tiene unas ventajas asociadas, como es la calefaccion durante la compresio y la refrigerancion durante la expansion, Podriais usar el enfriamiento producido para tener aire acondicionado(aunque en Berlin no parece muy util) o para refrigerar comida.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 19/06/2006 01:45
Por: otso
hola, gracias a ambos por contestar.
Me gustaria saber que dato necesitas, lo que acabamos vendiendo al mes?
Nosotros desde luego utilizariamos el agua caliente para calefaccion sin ninguna duda y en verano el aire frio como tu bien comentas para enfriar la comida, en invierno os aseguro que aqui no hace falta enfriar nada, son 6 meses de invierno de los cuales muchos dias estamos a bajo cero, llegando hasta -24 algun dia de ellos, por eso aunque el agua no salga mas caliente que 24 grados al ser mucha algo calentaria, desde luego.
Estoy de acuerdo en que hay que saber bien si es o no economicamente viable.
En cuanto a utilizar directamente los molinos para comprimir el aire lo estamos estudiando aunque de momento no se nos ocurre como hacerlo, alguna idea? Gracias otra vez.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 19/06/2006 13:12
Por: Alb
Otso
El dato necesario para calcular la viabilidad economica es cual es vuestro excendente de energía. Si este es muy pequeño, seguramente no merezca la pena. Las ventas mensuales me valen.
Tambien seria interesante saber como se distribuyen esas ventas a lo largo del tiempo. Si son mas o menos uniformes y periodicas es mas sencillo almacenarlas que si se concentran todas en unos pocos dias.
He realizado unos pocos calculos:
El trabajo teorico necesario para la compresion con un compresos politropico (Es decir con varias etapas):
Wteorico= 33,14kW (para n=1,25)
Si vuestro compresor tiene una potencia de 44kW, eso implica un rendimiento mecanico entorno al 75%.
El aire comprimido se calentara hasta aproximadamente los 200ºC.
Si los tanques no estan aislados y se enfrian hasta temperatura ambiente, la presión en los mismos se reducirá a 6,3bar. El trabajo que se puede obtener mediante una expansion politropica(suponiendola igual que la compresión) es:
W expansion teorico= 25kW (n=1,25)
W real=19kW (Suponiendo rendimiento mecanico 75%)
Por tanto el rendimiento total, compresion/expansion es de 19/44= 43%
Que es inferior al rendimiento que obteneis con la compra/venta a la red que es del 45%
Si aislais los tanque y evitais que pierdan tanto calor, la cosa mejora ligeramente. Suponiendo una temperatura de 125ºC -> P=8,5 bar -> Wteorico=30kW -> Wreal =22,6 -> rendimiento global =51%
Otro problema a tener en cuenta, es que todos los calculos de los rendimientos estan realizados suponiendo que el sistema trabaja a maxima potencia y que las presiones de entrada y salida son constantes. Esto con ocurrira asi, la pontencia de los aerogeneradores sera varible y ademas la presion varia en funcion del llenado de los tanques. Por este motivo los rendimientos reales pueden ser menores a los calculados
Otra cuestión importante es la capacidad de almacenamiento del sistema. Como el Volumen total de los tres tanques es de 141m3 ,los tanques pueden almacenar el aire proporcionado por el compresor durante 2h10min.
Viendo la pequeña capacidad de almacenamiento y la importancia de mantener caliente el aire, se concluye solo es valido para almacenar la energia cortos periodos. El sistema puede ser util para aprovechar los picos diarios pero no para almacenar energia de una semana para otra.
Si la fuente de energia fuera solar, que es perfectamente periodica, entoces el sistema seria interesante: Almacena durante el dia para consumirlo durante la noche. Pero me temo que el viento no se comporta de manera tan regular.
Viendo el escaso margen en el rendimiento, creo que resulta mas conveniente la compra/venta de energía a la red electrica.
Pero quizas los beneficios asociados lo hagan viable. Haciendo el balace de energia al agua de refrigeración obtenemos que el flujo de calor obtenido es de 26kW. El problema de este flujo de calor es que se encuentra a una temperatura muy baja. Para utilizarlo para la calefaccion necesitareis una superficie de intercambio de calor muy grande, como es el suelo radiante.
Quizas fuese interesante reducir el caudal de agua para obtener una mayor temperatura. El problema es que eso perjudicaria al rendimiento de la compresión. Es una situación de compromiso, en la que habria que buscar el punto optimo.
La idea de reducir la velocidad del compresor puede ser util, en funcion de como sea la potencia de excendente de los aerogeneradores. Si es poco frecuente alcanzar los 44kw pero soleis tener un excedente menor, entonces os interesa optimizar el compresor para que trabaje mas tiempo a menor potencia. Esto ademas puede mejorar ligeramente el rendimiento al facilitar la refrigeración.
La compresion directa del aire, exigiria un diseño de aerogenerador completamente distinto, ya que estos aerogeneradores estan diseñados y optimizados para la generacion de electricidad.
El diseño y fabricacion aerogenerador que comprimiese directamente el aire, creo que es una tarea sumamente complicada.
Se me olvidaba una cuestión importante.
En lugar de volver a obtener electricidad a partir de el aire comprimido, mediante un equipo que no teneis y con una importante perdida de energía, puede ser mas interesante consumir directamente el aire comprimido.
Dices que teneis un taller de mecancia, hay multitud de herramientas que funcionan con aire comprimido. Taladros, elevadores, motores, accionadores, valvulas, pistolas, refrigeradores, etc etc.
En muchas ocasiones estas herramientas y equipos son mas baratas y robustas que sus analogos electricos.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 19/06/2006 16:50
Por: otso
Bien, lo primero de todo es darte las gracias por los calculos, desde luego mis calculos eran erroneos, cosa que no me extrania pues es la primera vez que oigo todas las formulas que aqui se han expuesto.
El tema de utilizar los propios molinos tambien lo descartamos ayer mismo por las razones que tu mismo has dicho.
En cuanto a los tanques segun nuestros calculos tendiramos 95m³ por cada uno, 15m de largo por 2 de diametro, por loque dices nos hemos equivocado pensamos que se sacaba de multiplicar pi por r² por la largura, otro error.
Los tamques en teoria deben estar realmente bien aislados porque eran para transportar oxigeno liquido y ademastenemos la idea de enterrarlos como dos metros bajo tierra, asi que creo que la perdida de temperatura no sera tan rapida, a dos metros bajo tierra solemos tener en pleno invierno algo como entre 4 y 10 grados los dias mas frios.
La idea de no producir electricidad con el aire comprimido si que es interesante pero tambien es verdad que nuestro suenio seria conseguir en el futuro poder depender de nuestra propia energia, tmabien porque la mayoria de la maquinaria que ya tenemos es electrica, tenemos tambien una carpinteria completa y toda la maquinaria es electrica aunque no usamos esta profesionalmente sino mas para nuestras propias chapuzas.
Es dificil decir exactamente cuanta electricidad vendemos pero hecho un calculo podemos decir entre 1mw y 2mw. En verano vendemos bastante mas que en invierno dado que aqui en verano hay muchas horas de luz, practicamente desde las 4 de la madrugada hasta las 10,30 y en invierno al contrario, desde las 3 de la tarde hasta las 7 es de noche.
En general el aire es todo lo constante que puede serlo y 44kw no hay muchas veces.
Creo que esto es todo, estamos espectantes, tambien podriamos intentar conseguir algun otro generador que pudiera comprimir a 20 bares que por lo que comentas entonces si seria realmente interesante.Gracias de nuevo.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 19/06/2006 16:59
Por: Kazbayadum
Aquí va mi humilde opinion y comentarios. A mitad de escribir ya ha respondido Otso, pero bueno, mis comentarios solo son detalles e ideas que igual ayudan.
Hola Alb! ^^
Discrepo en algunos detalles de tu texto. Si mal no recuerdo estas mucho mejor formado en el tema de la neumatica que yo, pero bueno, si me equivoco ya me lo diras. Algunos de esos detalles
quizás cambien la viabilidad del proyecto. Las que más me han llamado la atención son:
El aire comprimido se calentara hasta aproximadamente los 200ºC.
Bueno, aquí destacar que es el aire con el que estas trabajando en la compresion. Una vez entra en el deposito se homogeniza con el demás aire. Lo digo porque no piense que el deposito va a estar a 200ºC, que puede estarlo, pero lo normal es que se enfrie.
Sobre los calculos, solo decir que en la descompresion el aire se enfria al contrario que la compresion que se calienta. Y este aire frio, si se calienta de algun modo (quizas tienen algun metodo) aumenta considerablemente el rendimiento de descompresion, no? De hecho, esto tiene que ver con el siguiente punto.
Esto con ocurrira asi, la pontencia de los aerogeneradores sera varible y ademas la presion varia en funcion del llenado de los tanques.
Es solo un apunte (quiero dejar claro que, como ha dicho Alb, es cierto que no parece muy rentable el sistema). Existen valvulas autoreguladas para ejercer una presion constante. Con un tornillo y un muelle eliges la presion de trabajo, de ese modo un deposito a 300bar podria ir vaciandose con aire a 20bar, no? En nuestro caso la presion es muy pequeña, no se si merece la pena reducirla, para asi poder calentarla y aumentar el rendimiento.
Ciertamente esta gente necesita un compresor mejor. Politropico pero de varias fases o podrian copiar la biela que puse para conseguir algo de mejora (no creo que les cueste mucho si cuentan con la gente que dicen y espero que no tengan problemas legales). Tambien estaria bien que llegaran a los 160bares que es lo que aguantan los depositos. Lo digo porque tengan más horas de autonomía.
Por ultimo apuntar una cosilla y es el tema de la energía contenida en el deposito. Es qeu he oido varias veces decir que no hay energia en el deposito. esto es falso. La energía contenida en el deposito es una energía potencial de presion. No se si se puede llamar energía puramente o es un vector energetico o qué, en cualquier caso, lo que quería decir es que es similar a la energia potencial de altura.
Hola Otso:
Deberiais plantearos si no es mejor bombear agua a cierta altura o utilizar unas baterias. Quizás tengais algo a mano con lo que hacerlo. Y bombear agua no os limitará demasiado ni por el tema de la autonomia (podriais hacer depositos con cualquier cosa) ni la presion, ya que el trabajo es el mismo siempre, bombear agua a cierta altura... (y no importa que el agua este caliente o que esté fria). Solo deberiais preocuparos del rendimiento, pensad que por cada 20W que dais a la red os devuelven 9, como dijo Alb y eso es un rendimiento del 45% (segun mis calculos)
Y por último, decirte que conectar el compresor al molino es tan sencillo como conectar ambos ejes con algun engranaje y que el compresor frene el molino cuando éste está produciendo energia de más (quizás aquí sirva la caja de cambios, para frenar más o menos en función de cuanto excede). De este modo os saltais la conversion a energia electrica y posterior conversion de electrica a mecanica y conseguis un mejor rendimiento. Esto significa que lo hareis funcionar con menos de 44W de potencia mecanica (no potencia electrica).
Mi opinion personal (y
no soy un experto) es que podeis montar algo rentable, pero que dudo que con esa presión almaceneis mucha energía. Quizás sea más facil utilizar esa bomba para bombear agua.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 19/06/2006 17:44
Por: Akelarre SL
Otso
precisamente hace meses encontré una empresa alemana que fabrica un sistema integrado de turbina eólica más aire comprimido. Perdí la pista del enlace, he buscado y no he vuelto a encontrarlo. Con esto te digo que vais bien orientados, pero lamentablemente ahora no dispongo de más información.
La empresa era alemana. Así que prueba de buscar en google con las palabras clave en alemán.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 19/06/2006 17:46
Por: Alb
Kazbayadum,
En mia anteriores calculos calcule el rendimiento en dos casos. Suponiendo que el aire se enfria desde los 200ºC a los que sale del compresor hasta 25 y 125ºC. En ningun caso supuse que el aire se descomprimia a 200ºC.
El compresor que tienen consta de tres etapas refrigerado con agua. Es por tanto un compresor politropico. He supuesto que la expansion es igualmente politropica, es decir que se realiza en etapas calentando el aire entre etapa y etapa.
En caso de que la expasion no fuera politropica sino adiabatica, el rendimiento se reduciria aproximadamente a la mitad.
Claro que se puede mantener la presion constante con valvulas, pero eso supone una perdida de energia y una caida del rendimiento.
Resulta mas sencillo contar con un compresor comercial, que intentar constuir uno. Seguramente los fabricantes de compresores con decadas de experiencia y mayores recursos sean capaces de obtener compresores con mejores rendimientos que los que realizariamos los amateurs, por mcuho que hayamos visto una bonita biela en internet.
La energía contenida en el deposito es una energía potencial de presion.
La energia interna de un gas depende unicamente de la temperatura del mismo y es independiente de la presión.
Un kg de aire a 1atm y 25ºC tiene exactamente la misma energia que 1Kg de aire a 1000atm y 25ºC.
Esto es cierto, una cosa diferente es que no lo entiendas o te parezca estraño. Una cosa es la energia y otra la capacidad de producir trabajo. Creo que ya esta suficientemente explicada esta cuestion en este foro, asi que no me extendere.
No basta conectar el eje de las aspas del molino al compresor. la cosa es bastante mas complicada.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 19/06/2006 17:48
Por: telecomunista
Deacuerdo con kazbayadum en lo del agua.
Otso. Si tenéis en el terreno un desnivel de 10 metros o más yo os recomiendo que hagáis un sistema de almacenamiento hidráulico en ciclo cerrado. Es decir, dos depósitos (o piscinas) de agua situados a diferente altura y conectados por una bomba y una turbina (o una simple noria conectada a un generador).
Cuando tengáis excedente de energía la bomba impulsa el agua del deposito inferior hasta el superior y cuando necesitéis electricidad la turbina convierte la energía potencial del agua del deposito superior.
A modo de ejemplo:
Dos piscinas de 15 X 15 X 2 = 450m3 , una superior y otra inferior separados por 10m de desnivel almacenan Ep = volumen x densidad_agua x g x desnivel = 450m3 x 1000kg/m3 x 10N/kg x 10m = 45 Mega_julios = 1kw x 12'5 horas. Aunque con las ineficiencias de turbinas y bombas supongo que quedarían en 10 horas a 1 kw.
No esta mal eh. Además las bombas pueden ser mecánicas en vez de eléctricas y se conectarían directamente a los molinos mejorando en teoría la eficiencia.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 19/06/2006 20:34
Por: otso
hola gracias a todo el mundo, voy comentando a la gente interesada aqui donde vivo vuestros comentarios y gracias de parte de todos.
La verdad es que aunque parezca raro y aunque tenemos 50 hec de terreno, no hay ningun sitio donde haya una diferencia de 10mtrs digamos muy perpendicular, tal vez el mayor desnivel sea de 10mtrs en 100, tambien seria viable asi? Porque supongo que contra mas grados mas produciria no?
Esta idea me parece realmente interesante, pero luego esta el problema que aqui durante minimo 3 meses al anio todo se congela, se llegarian a congelar los 2 metros de espesor sin duda alguna, podriamos claro utilizar anticongelante de coche pero para eso deberiamos hacer las piscinas totalmente estancas por problemas de medio ambiente que aqui es muy rigido.
De todas maneras comentando con la gente de aqui hemos pensando que tambien podriamos comprar o conseguir otro compresor que pudiera ayudar al primero a comprimir desde 10 hasta 20, 30 o lo que encontrasemos y que pudieramos pagar. Ya que contando con que conseguiriamos agua caliente que desde luego nos vendria de perlas para las calefacciones y aire frio, si nos decantamos por producir electricidad que es casi seguro que de una manera u otra asi sera, para en verano poder enfriar la comida y le sumamos digamos que podemos comprimir el doble si que nos parece realmente interesante.
Ahora tengo otra vez la duda de porque pierde "energia" al enfriarse, si consiguieramos que el aire entrara mas frio a los tanques podriamos introducir mas cantidad de aire?
El tema de conectar nada a los molinos es mas complicado de lo que pueda parecer porque estan a 40 metros de altura y separados entre ellos como 600mts. El lugar donde colocariamos el compresor esta mas o menos en el medio.
El compresor del que os hablo pesa como 500kls por lo que subirlo a los molinos es imposible, ademas arriba no habria sitio porque mide como 3 metros de largo por 1,5 de alto.
En cuanto a elevar el agua a tanques tampoco parece una mala idea porque probablemente seria mas facil a nivel papeleo, pero conseguir digamos tanques para poder tener 450m³ por 2 no lo es tanto...
Asi que en principio lo mas facil parece el aire.
Alb, esta bien el calculo que me dabas de 140m³?
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 19/06/2006 20:55
Por: telecomunista
En cuanto a lo del desnivel no importa lo abrupto que sea, sólo importa la diferencia de alturas.
En cuanto a lo del anticongelante sólo decirte que los hay no contaminantes comerciales e incluso caseros y fáciles de hacer que aguantan temperaturas de 30 grados bajo 0.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 19/06/2006 23:34
Por: otso
Hola, si tal y como lo dices parece interesante, de hecho, ya tendriamos una "piscina" hecha, la de abajo, en la que depositaremos el agua una vez terminada la potabilizadora que tambien estamos construyendo de 1000m³, ahora tenemos que estudiar donde colocar la de arriba, calcular el coste y compararlo con el coste de comprimir el aire, pero es una opccion interesante, gracias.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 22/06/2006 01:47
Por: Miguel
[QUOTE BY= otso] ahora tenemos que estudiar donde colocar la de arriba, calcular el coste y compararlo con el coste de comprimir el aire[/QUOTE]
Muy interesante. Iré leyendo. Yo sigo pensando, a pesar de opiniones contrarias, que comprimir aire de determinadas maneras, para ser reutilizado, puede ser viable.
Un saludo
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 22/06/2006 15:21
Por: Dario_Ruarte
Merde !!, 20 años dedicado al derecho corporativo y a la propiedad intelectual y ahora tengo que sudar sangre para entender fórmulas para la comprensión de aire !!
:-)
Me ha tomado horas recordar y reaprender fórmulas (sumar y restar por ejemplo :-) pero bien ha valido el esfuerzo para poder seguir este hilo.
Y ya lo terminaba sin tener nada para opinar cuando, justo al final, Miguel se nos pone con unos dibujitos que, luego de lo aprendido, me hacen querer pegarle una patada en las torlipes.
(*) Traducción de Torlipes = huevos en rioplatense básico.
===
Miguel:
De veras piensas que -más allá de la ciencia ficción y las licencias poéticas y literarias de los dibujantes de tebeos- esos poderosos aerogeneradores/compresores, darán en su COSTO y POSIBILIDADADES CIERTAS de compresión para que un turista cargue su "tanque de 300 bares" para seguir recorriendo la campiña ?
:-)
Salvo que llenar ese tanque CUESTE MAS QUE UN ANILLO DE ORO, no veo modo de amortizar el costo de la infraestructura del dibujito en los pocos vehículos que finalmente podrán contar con el aire comprimido para seguir su marcha.
Cuando un compañero te hacía notar que vas DERECHO a usar excedentes de centrales atómicas, lo decía con bastante coherencia. Hablar de autos con motor de aire comprimido es hablar de CENTRALES ATOMICAS... sólo de eso.
No hay otro modo (no hay modo) de que consigas llenar tanques de aire de MODO ECONOMICO y en la CANTIDAD SUFICIENTE como para amortizar esos dibujitos !!
Por lo que llevamos visto en este post, comprimir aire en LAS CANTIDADES SUFICIENTES para abastecer cientos o miles de autos, no es tan sencillo como "poner unos molinillos de viento al pasar".
Y -ahora que me entero-, de paso te cuento que, tendrás un MONTON DE CALOR para disipar en el juego !!... salvo que lo hagas en Berlin y durante el invierno !!
Enfriarás con agua los compresores ?... dónde la pondrás ?
Usarás un rio ?... sabes COMO impacta cada grado que le adiciones a su temperatura en su entorno de vida silvestre ?
Ay !!
Quizás usemos aire comprimido en condiciones apropiadas... pero es casi seguro que NO para llevar a las señoras a comprar el pan hasta el centro comercial.
Queda claro que NO.
Tal vez haya que concentrarse en el modelo de "acumulo aire con sobrantes que usaré con el generador portatil" que ese -sólo tal vez- pueda ser aprovechado en Berlin durante Diciembre.
Pero, comprimir aire para CIEN MIL AUTOS en el Sena con un Barco de COSTO MILLONARIO, no sólo lo hará imposible de AMORTIZAR (salvo que cueste tanto llenar el tanque que lo haga inviable), sino que además tendrás un río "hirviente" con peces muertos y algas descontroladas.
Pensemos en las bicicletas. Creo que hay que entender esto de una vez.
(*) Y siempre dicho con la tradicional cordialidad usada al tratar el tema contigo.
===
Gracias a los compañeros que han dedicado tanto esfuerzo en este post. Créanme que para los neófitos como yo esto ha sido equivalente a volver a la Facu y empezar de nuevo.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 22/06/2006 20:57
Por: Miguel
Buff Dario_Ruarte, tal como lo planteas da miedo:
"... un río "hirviente" con peces muertos y algas descontroladas"
¿Todo eso por el calor disipado por comprimir aire?. ¿Y entonces los aires acondicionados de cada casa y oficina? ¿Y la gasolina no tiene también algun que otro efecto colateral?. Hombre, de buen rollo, quizá llevas el guión muy lejos no?.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 22/06/2006 23:49
Por: jprebo
otso, yo pienso que si los depósitos están diseñados para soportar 160 bares, lo ideal seria acercarse a esa presión, no sé, quizas 150 bares, de esta forma si tendriais los depositos bien aprobechados, otra cosa distinta seria si es rentable o nó.
Esos tanques que eran para transportar oxigeno líquido ¿son de doble deposito?, lo pregunto por que si lo són, eso suele ser porque entre el deposito interior y el exterior se hace el vacio para evitar perdidas de frio, o sea, para que no entre calor, en vuestro caso, seria para evitar la perdida de calor al ser el vacio el mejor aislante termico por conducción. lo que seria muy bueno en vuestro caso siempre que la energía acumulada se fuese gastando y recargando con regularidad.
Hola Miguel y Dario, no voy a entrar en ese tema, puesto que no corresponde a este hilo, pero al menos tened en cuenta que si es un rio, el agua fluye, por lo que dudo que se aprecie significativamente el calor y sea peor calentarla con aire comprimido que la que se usa para refrigerar las centrales nucleares como la de Almaraz en el tajo por ejemplo y dudo que ni Miguel ni nadie intente cambiar el parque automovilistico de la noche a la mañana, por lo que lo que surga, se irá adactando a las circunstancias, no temas por los peces, Miguel solo expone ideas sobre el como se podría comprimir, no son hechos, al menos no en esa escala.
Estas exposiciones podemos incorporarlas y continuarlas
en este otro hilo
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 25/06/2006 22:32
Por: fjmacben
He leido por ahí arriba que cuando se llena de aire comprimido un depósito la energía contenida en él se disipa y se hace "0" al alcanzarse el equilibrio térmico con el ambiente.
¡¡Claro, por eso los neumáticos hay que rellenarlos todas las mañanas antes de subir al coche, porque por la noche se han enfriado y han perdido toda su presión!! jajajaja
¡echaba de menos lo que me reía en este foro!
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 26/06/2006 12:17
Por: Alb
fjmacben.
Me alegro de que la termodinamicate haga tanta gracia.
En cualquier libro de TD podras encontrar que la energia interna de los gases unicamente depende de la temperatura de los mismo y no del volumen o la presión.
La energía del aire almacenada en un tanque a 25ºC y 160bar, es exctamente la misma que la energia del aire exterior a 25ºC y 1 bar. Esta energia no es cero, ya que eso implicaria que esta a una temperatura de 0ºK. lo que es cero es el incremento de energia.
Que desconozcas o haya olvidado los fundamentos basicos de la TD ni sepas aplicarlos correctamente a situaciones de la vida cotidiana es otra cuestión.
Si quieres entender por que la energía de un gas no depende de la presión, puedes visitar ¡enlace erróneo! que tiene simulaciones de experimentos muy didacticos.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 26/06/2006 12:53
Por: escéptico
Alb: entiendo que la energía durante la expansión, se produce al absorber energía del entorno.
Siendo así, es relativamente fácil asimilar que el aire a presión tiene una energía potencial por el hecho de estar a presión. Tal vez para personas no iniciadas en la termodinámica sea más fácil de entender que el aire a presión tiene una cierta energía potencial, que será variable en función de la presión externa y de la temperatura del ambiente en el momento en que realiza el trabajo.
Es como decir, ¿cuanta energía tiene un sólido rígido inmóvil?. Pues ninguna, pero si está a determinada altura, entonces tiene una energía potencial en función de su peso, y de la diferencia de altura.
Aunque no sea muy académico, tal vez sea más aclarador decir que el aire a presión tiene una energía potencial.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 26/06/2006 21:50
Por: Bioargentino
Alb:
El que no entiende como se aplica la termodinámica ers tú.
La energía interna de un gas depende solamente de la temperatura, PERO SE REFIERE A UNA UNIDAD DE MASA , o sea cuantas caloías por kilogramo tiene un gas.
Aquí de lo que se habla es de cuánta energía hay dentro de un volumen determinado, y en ese caso lo que varía es LA MASA QUE HAY DENTRO DE UN TANQUE aunque cada kilo de gas siga teniendo la misma energía interna.
En el ejemplo de tu link se mantiene la energía porque la pared del recipiente se desplaza, manteniendose constante la cantidad de partículas. Aqúi se habla de tanques con paredes rígidas, entonces para aumentar la presión hay que agregar más partículas, o sea más masa, o sea más energía total.
Por lo tanto al comprimir un gas aumenta la enegía dentro de un tanque, no por aumentar la energía interna del gas, sino porque aumentan la cantidad de kilos de gas dentro del tanque.
La analogía sería afirmar que por más agua que suba a un tanque nunca va a haber más energía que la altura por la densidad, ya que la densidad del agua no varía con la altura.
Cuando bombeamos agua a un tanque elevado aumenta la energía contenida en el tanque, no porque cambie la energía del agua por unidad de masa, sino porque aumenta la masa de agua contenida en el tanque.
Con los gases pasa lo mismo: la energía por KILO se mantiene, pero ESTAMOS AGREGANDO KILOS DE GAS por lo que la energía en el recipiente aumenta y eso es lo que consume el compesor.
Lo mismo cuando se descomprime: la energía se pierde no por que disminuya la energía interna sino porque disminuye la masa de gas.
quedó claro?
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 26/06/2006 22:29
Por: Alb
Con los gases pasa lo mismo: la energía por KILO se mantiene, pero ESTAMOS AGREGANDO KILOS DE GAS por lo que la energía en el recipiente aumenta y eso es lo que consume el compesor.
Si la compresion es isotermica, TODA el trabajo que consume el compresor se disipa en forma de calor. Por lo que no se suministra nada de energia al gas. La energia que tenia el gas fuera del tanque es la misma que tiene el gas dentro del tanque.
Cuando subimos 1 kg de agua a un tanque situado a 10m, hemos aumentado la energia potencial del agua.
Cuando comprimimos 1 Kg de aire en un tanque a 10atm, NO aumentamos la energia del aire, que permance constante.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 26/06/2006 23:06
Por: jprebo
Hablais de diferentes maneras de expresarse la energía, uno habla de la energía potencial, el otro de la energía interna o térmica, si en 10 litros de volumen metemos 10 litros de aire, la energía potencial y termica está en equilibrio con el entorno, pero si metemos 100 litros de aire en un volumen de 10 litros, al igualarse la temperatura, pierde el exceso de energía termica, pero conserva la energía potencial que se ha incrementado en 10/1, si no existiera la energía potencial, ¿para qué gallos se ha inventado los depósitos de almacenamiento de aire?.
En lugar de litros de aire, habria que hablar de kilos o gramos, pero no tengo ganas de andar calculando, creo que ya se entiende suficiente.
un saludo.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 27/06/2006 01:06
Por: Alb
La energia potencial viene dada por la altura, no tiene nada que ver con la presion.
El aire comprimido tiene capacidad de producir trabajo extrayendo calor del si mismo y de los alrededor. Pero eso no significa que el aire a alta presion tenga mas energia que aire a baja preión
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 27/06/2006 11:12
Por: LoadLin
[QUOTE BY= Alb] La energia potencial viene dada por la altura, no tiene nada que ver con la presion.[/QUOTE]
Bueno... ya sabes como es esto de hablar por casa.
Yo también uso ese término a veces para referirme a un estado de energía diferente al circundante de forma que permita en un determinado momento un flujo de intercambio de energía capaz de realizar un trabajo.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 27/06/2006 11:19
Por: LoadLin
Esto... Es posible que no entendais mi post. Es que he mezclado dos hilos y creí que Alb estaba respondiendo a otro post diferente.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 27/06/2006 11:51
Por: jprebo
La energia potencial viene dada por la altura, no tiene nada que ver con la presion.
Que sí Alb, que te entiendo, lo que pasa es que creo que discrepamos en algunos puntillos de poca monta pero nada mas, la energía potencial de 1000 litros de agua a 10 metros viene deterninada por la presión que ejerce en su base 10 metros mas abajo independientemente de su energía especifica por masa, ya que dicha energía se considera en equilibrio con el medio, por lo tanto es cero, la presión del aire en un tanque con una temperatura en equilibrio tambien es cero, pero sigue quedando la presión hasta que se agote el agua o el aire, ¿tu no ves ninguna similitud entre ambas?, la unica diferencia es que el agua solo puede fluir buscando el centro de gravedad de la tierra y el aire puede fluir en cualquier dirección mientras exista presión, por el rollo ese de que los liquidos no se pueden comprimir y los gases si.
Un deposito de aire comprimido a 10 bares, está en DESEQUILIBRIO con el medio en lo que conscierne a la presión, no a la temperatura, esa diferencia de presión, o sea, masa diferente por volumenes iguales, es lo que puede desarrollar trabajo absorba o no temperatura del medio que por supuesto afecta al resultado final, pero no es el parametro principal.
¿Por qué me crecerán siempre los enanos? (desvario mental, no hacer caso).
Abrazos.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 29/06/2006 01:47
Por: Miguel
Jprebo, hasta yo te he entendido, además lo has explicado muy bien en los últimos dos post. Yo tampoco entiendo a Alb cuando dice que el aire comprimido no supone ninguna energía acumulada. Que hay pérdidas en calor al comprimirlo y frio al descomprimirlo está claro, pero ¿La gasolina no tiene también pérdidas caloríficas? Eso es, digamos, una consecuencia, un efecto secundario o una pérdida como la que pudiera suponer, por ejemplo, cualquier rozamiento. Pero en 90 m2 de aire comprimido comprimido a 300 bares hay energía acumulada, al margen de su temperatura. Yo lo veo muy obvio no?
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 29/06/2006 10:17
Por: jprebo
No sé, quizas se trate solo de formas de interpretación, por ejemplo, decir que hace frio, en física, es incorrecto, dado que el frio no existe, es solo una sensación, lo que definimos como frio no es otra cosa que la ausencia de calor (energia), en comparación con otro elemento, (generalmente nuestra temperatura corporal), una estrella fria, puede estar a 3000º, pero es fria en comparación con nuestro sol que está a 6000º (hablo de Tº en superficie, no de los 15.000.000º de grados en su nucleo).
Primero habría que buscar la definición de energía y ver si es correcto hablar de diferentes tipos de energía (energía térmica, energía potencial, energía química), por cierto ¿Considerará Alb que el ácido no desprende energía al mezclarlo con una base y cuya mezcla se calienta?, ¿carece la gasolina de energía por estar a la misma Tº que el medio ambiente?, por supuesto que son distintos tipos de ejemplos que quizas no sean comparable al aire comprimido según se interprete, pero si aceptamos energía química, tenemos que aceptar tambien energía potencial.
Lo que explica Alb me resulta muy confuso, quizas sea yo quien no lo entiende.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 29/06/2006 13:55
Por: Paulino Cuevas
[QUOTE BY= Alb] La energia potencial viene dada por la altura, no tiene nada que ver con la presion.
El aire comprimido tiene capacidad de producir trabajo extrayendo calor del si mismo y de los alrededor. Pero eso no significa que el aire a alta presion tenga mas energia que aire a baja preión
[/QUOTE]
Perdona Alb,pero la entalpia de un gas es igual a:energia interna+ el producto de PxV,expresado en términos de energia:H=U+PxV.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 29/06/2006 14:13
Por: Alb
Paulino, muy bien veo que lo has entendido.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 29/06/2006 15:43
Por: jprebo
¿La entalpía no es la capacidad de la energía para desarrollar un trabajo?, entonces, si el aire comprimido no tiene energía, no puede tener entalpia, a menos que la P*V se considere de algún modo tambien energía, ¿no?.
Ufff, me estais liando cada vez mas.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 29/06/2006 16:23
Por: Paulino Cuevas
[QUOTE BY= jprebo] ¿La entalpía no es la capacidad de la energía para desarrollar un trabajo?, entonces, si el aire comprimido no tiene energía, no puede tener entalpia, a menos que la P*V se considere de algún modo tambien energía, ¿no?.
Ufff, me estais liando cada vez mas.[/QUOTE]
Creo que a lo que Alb se refiere es a la capacidad de ese gas para realizar trabajo.Una de ellas seria expansión isotermica,por lo tanto la entalpia y la energia interna no varia,(el gas recibe energia calorifica de los alrededores) y otra seria la expansión adiabatica (no intercambia energia con los alrededores) pero la entalpia y la energia interna varian de forma que P.V=R.T (gas ideal).En cuanto al producto P.V,efectivamente son unidades de energia.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 29/06/2006 18:09
Por: Alb
Jprebo. La entalpia, No es la capacidad de trabajo.
La es una Funcion de estado que se define como:
H= U + P·V
Donde U es la energia interna, P la presión y V es el volumen.
Solo pretendia señalar un hecho curioso, por que va en contra de nuestra intuición: "Aunque se pueda extraer trabajo del aire comprimido este no tienen mas energía que el aire a presion atmosferica"
No es la unica cuestion "Curiosa" que ofrece la TD. Hay otras cuestiones en las que la realidad es contraria a lo que nuestra intuición no indica.
Por ejemplo:" ¿Por que las gallinas incuban los huevos?"
A prioiri todos creemos que lo hacen para darles calor. Pero no es correcto, es todo lo contrario. La TD nos dice que hay un flujo de calor del huevo hacia la gallina.
¿Tampoco os lo creeis? Bueno. pero es asi
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 29/06/2006 19:28
Por: jprebo
[QUOTE BY= Alb]
Por ejemplo:" ¿Por que las gallinas incuban los huevos?"
A prioiri todos creemos que lo hacen para darles calor. Pero no es correcto, es todo lo contrario. La TD nos dice que hay un flujo de calor del huevo hacia la gallina.
¿Tampoco os lo creeis? Bueno. pero es asi
[/QUOTE]
Vale, lo que yo decia, la energía termica "U" está en equilibrio tanto dentro como fuera, solo nos queda la energía potencial, P*V.
El calor que cede el huevo a la gallina es parte del calor que la gallina ha cedido primero al huevo, otra parte se la transmite al suelo, paja o de lo que esté hecho el nido y parte al aire cuando la gallina se levanta, de la forma que lo explicas, se didria que si la gallina no le quitase calor, el huevo terminaría cocido por su propio calor, cosa que no ocurre.
(En los avestruces, ocurre de la forma que has explicado, cuando el calor del sól es muy elevado y SI podria cocerse si no fuese por que el avestruz le dá sombra y extrae parte del calor).
Un ejemplo:
Se puede incuvar un huevo con el calor de una bonbilla de 60 W puesta a cierta distancia, ¿no me diras que lo que hace la bombilla es extraer calor del huevo?.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 29/06/2006 19:57
Por: Alb
Jprebo. Puesde verlo como quieras, pero no es asi
Ni U es energia termica, ni PV es energia potencial.
El simil del agua, puesen servir para tener una imagen intuitiva de que es lo que ocurre. Pero no funciona asi.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 29/06/2006 20:34
Por: jprebo
Vale, reconozco que soy negado para entenderlo, dejo de dar la paliza, pero.... "Y sin envargo, esto se mueve"(Galileo Galilei).
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 29/06/2006 21:56
Por: mockba
La energía contenida en los tanques a presión es energía potencial o una diferencia de potencial... un ejemplo claro es el voltaje eléctrico, que no es mas que una diferencia de la polaridad de un extremo del circuito al otro. Mientras más grande es el voltaje mayor es la energía potencial que presenta ese circuito... De igual manera mientras más grande es la presión dentro de un contenedor lleno de aire con respecto a la presión atmosférica, mayor trabajo puede desarrollar el mismo aire... y por lo tanto la misma cantidad de aire puede realizar mayor trabajo si se le adisiona calor ya que ese calor se transforma en presión aumentando así la energía poetncial... ese calor puede provenir del sol combinando la estructura del contenedor con otra estructura que permita calentarlo...
Por ejemplo un contenedor de aire comprimido que esté incrustado en una estructura similar a la de los hornos solares utilizados para cocinar... Un grupo de espejos colocados para recalentar con el sol el aire comprimido y aumentar su diferencia de potencial almacenado en forma de presión... En conclusión el aire no almacena la enegía tal y como lo demuestran una y otra vez matemáticamente en este hilo, pero sí se puede manipular la energía potencial de una u otra forma para aumentar el rendimiento al momento de la descompresión de una misma cantidad de aire...
Saludos...
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 30/06/2006 01:38
Por: Bioargentino
Estan todos rematadamente locos.Especialmente Alb.
No sé a donde quieren llegar con esta confusión, pero el aire SÍ acumula energia, y exactamente de la misma forma que el agua acumula energía potencial si se la eleva, el aire acumula enegía potencial si se lo comprime.
Y se cumplen todas las leyes de la termodinámica.
A no ser que en España haya otra termodinámica más avanzada que todavía no ha llegado por aqui y entonces alli no puedan empujar un cilindro con aire a presión, o si lo empuja, lo hace con fuerza cero.
Por estos pagos, los compresores consumen energía para comprimir aire, y esa energía no se va por las paredes del tanque en forma de calor. Se queda ahi quietita hasta que se decida usarla descomprimiéndo nuevamente el aire, realizando un trabajo.
Ah!!! y las gallinas de acá calientan los huevos, y las incubadoras consumen energía, y hasta donde yo sé, traen una resistencia, no un equipo de refrigeración.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 30/06/2006 10:58
Por: mockba
Disculpanos Bioargentino... pero creo que por algun lado menciono "energía potencial", si no me falla la memoria... en cuanto a las gallinas... lamentablemente nunca he tenido gallinas en mi casa...
Y estoy de acuerdo contigo en cuanto a que en un contenedor con aire comprimido dentro no perderá la energía potencial que represente la diferencial de presión manométrica con respecto a la presión presión barométrica, pero si hay una perdida de energía potencial por causa del enfriamiento, ya que al aumentar la presión del aire al momento de ingresarlo en el contenedor este aumenta temporalmente su temperatura, pero después de cierto tiempo de haber detenido la compresión las temperaturas interna y externa del contenedor tenderán a equilibrarse escapando calor del aire a través de las paredes del contenedor. Esto al final, reducirá en un porcentaje regularmente pequeño la presión en el interior del contenedor y a su vez reducirá la energía potencial... Lo sé porque lo medí trabajando con compresores y contenedores de acero a 300psi... a veces unos 40 o 50 minutos después de haber apagado el compresor tras haber alcanzado las 300psi de aire comprimido, por el puro enfriamiento la presión llegaba a disminuir hasta 20psi, es decir quedaban 280psi sin haber utilizado nada del aire...
Pero no todo es malo en este efecto... también existe fácilmente la posiblidad de recalentar el contenedor y aumentar la presión interna por calentamiento, de esta forma buscando aumentar también la energía potencial que pueda ser tranformada en energía mecáncia con la misma cantidad de aire dentro del contenedor. Lo que es cierto, es que si se acumula aire a presión durante mucho tiempo... este permanecerá almacenando aun la gran parte de la energía potencial...
Saludos...
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 01/07/2006 00:37
Por: Dr. Morgenes
[QUOTE BY= Alb] La energia potencial viene dada por la altura, no tiene nada que ver con la presion.
El aire comprimido tiene capacidad de producir trabajo extrayendo calor del si mismo y de los alrededor. Pero eso no significa que el aire a alta presion tenga mas energia que aire a baja preión
[/QUOTE]
Te has colado doscientos pueblos.
H= u + p*v
Vale si u es energía interna alguien me puede explicar que es p*v? será energía verdad? porque en fisica ya se sabe que se suman melones con melones y sandias con sandias.
Asi pues si bien u depende de la temperatura. Se observa facilmente que un gas ocupando el mismo volumen pero a diferente presión tiene que? diferente energía. A no ser que me digais que sumo energía U con no se que y obtengo churras merinas vamos.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 01/07/2006 01:35
Por: Alb
Primera leccio de termodinamica[*10]
Primera ley de la Termodinámica
La primera ley no es otra cosa que el principio de conservación de la energía aplicado a un sistema de muchísimas partículas. A cada estado del sistema le corresponde una energía interna U. Cuando el sistema pasa del estado A al estado B, su energía interna cambia en
D U=UB-UA
Supongamos que el sistema está en el estado A y realiza un trabajo W, expandiéndose. Dicho trabajo mecánico da lugar a un cambio (disminución) de la energía interna de sistema
D U=-W
También podemos cambiar el estado del sistema poniéndolo en contacto térmico con otro sistema a diferente temperatura. Si fluye una cantidad de calor Q del segundo al primero, aumenta su energía interna de éste último en
D U=Q
Si el sistema experimenta una transformación cíclica, el cambio en la energía interna es cero, ya que se parte del estado A y se regresa al mismo estado, D U=0. Sin embargo, durante el ciclo el sistema ha efectuado un trabajo, que ha de ser proporcionado por los alrededores en forma de transferencia de calor, para preservar el principio de conservación de la energía, W=Q.
* Si la transformación no es cíclica D U¹ 0
* Si no se realiza trabajo mecánico D U=Q
* Si el sistema está asilado térmicamente D U=-W
* Si el sistema realiza trabajo U disminuye
* Si se realiza trabajo sobre el sistema U aumenta
* Si el sistema absorbe calor al ponerlo en contacto térmico con un foco a temperatura superior, U aumenta.
* Si el sistema cede calor al ponerlo en contacto térmico con un foco a una temperatura inferior, U disminuye.
Todo estos casos, los podemos resumir en una única ecuación que describe la conservación de la energía del sistema.
D U=Q-W
Si el estado inicial y final están muy próximos entre sí, el primer principio se escribe
dU=dQ-pdV
En una compresion isoterma, Q=W, luego DU=0 es decir, la energía interna del aire dentro del tanque es la misma que fuera del tanque.
Asi de sencillo.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 01/07/2006 03:12
Por: Bioargentino
mockba:
el tema de que al calentar un tanque, aumenta la presión del gas que contiene no lo aprendí en la facultad, me lo enseñaron en jardín de infantes.
Claro que es así, y coincide con lo que dice Alb que aumenta o disminuye la energía interna. No podría ser de otra forma ya que no entra ni sale gas.
Dr. Morgenes:
Totalmente de acuerdo, pero Alb habla de otra cosa. Su PxV constante significa que si p aumenta, v disminuye y viceversa.
Alb:
Todos menos tú entendemos que en un tanque V es constante, por lo tanto, y según tu fórmula, si p aumenta y v se mantiene, la energía aumenta.
Que cómo es eso???
PORQUE AUMENTAN LA CANTIDAD DE MOLÉCULAS DE GAS
o kilos o como le quieras llamar a un incremento de masa.
La fórmula que mencionas se refiere a una cantidad de masa constante.
Vamos de nuevo:
La energía interna por kilo de gas se mantiene si no cambia la temperatura, PERO HAY MAS KILOS ADENTRO DEL TANQUE cuando se comprime el gas, por lo tanto aumenta v y aumenta la energía interna total, por aumento de masa, o sea
AUMENTAN LOS DOS SUMANDOS DE TU ECUACIÓN: U y PxV
Conclusión:
Adentro de un tanque
HAY MÁS ENERGÍA CUANDO EL GAS ESTÁ COMPRIMIDO QUE CUANDO ESTÁ A PRESIÓN ATMOSFÉRICA
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 01/07/2006 10:38
Por: Dr. Morgenes
[QUOTE BY= Alb]
Primera leccio de termodinamica[*10]
Primera ley de la Termodinámica
La primera ley no es otra cosa que el principio de conservación de la energía aplicado a un sistema de muchísimas partículas. A cada estado del sistema le corresponde una energía interna U. Cuando el sistema pasa del estado A al estado B, su energía interna cambia en
D U=UB-UA
Supongamos que el sistema está en el estado A y realiza un trabajo W, expandiéndose. Dicho trabajo mecánico da lugar a un cambio (disminución) de la energía interna de sistema
D U=-W
También podemos cambiar el estado del sistema poniéndolo en contacto térmico con otro sistema a diferente temperatura. Si fluye una cantidad de calor Q del segundo al primero, aumenta su energía interna de éste último en
D U=Q
Si el sistema experimenta una transformación cíclica, el cambio en la energía interna es cero, ya que se parte del estado A y se regresa al mismo estado, D U=0. Sin embargo, durante el ciclo el sistema ha efectuado un trabajo, que ha de ser proporcionado por los alrededores en forma de transferencia de calor, para preservar el principio de conservación de la energía, W=Q.
* Si la transformación no es cíclica D U¹ 0
* Si no se realiza trabajo mecánico D U=Q
* Si el sistema está asilado térmicamente D U=-W
* Si el sistema realiza trabajo U disminuye
* Si se realiza trabajo sobre el sistema U aumenta
* Si el sistema absorbe calor al ponerlo en contacto térmico con un foco a temperatura superior, U aumenta.
* Si el sistema cede calor al ponerlo en contacto térmico con un foco a una temperatura inferior, U disminuye.
Todo estos casos, los podemos resumir en una única ecuación que describe la conservación de la energía del sistema.
D U=Q-W
Si el estado inicial y final están muy próximos entre sí, el primer principio se escribe
dU=dQ-pdV
En una compresion isoterma, Q=W, luego DU=0 es decir, la energía interna del aire dentro del tanque es la misma que fuera del tanque.
Asi de sencillo.
[/QUOTE]
Que si ENERGIA INTERNA, a ver si te enteras, y esa no es más que una parte de la energía del gas.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 01/07/2006 10:54
Por: jprebo
La exposición de la primera ley que has expuesto, nos dá la razón.
D U=UB-UA
Supongamos que el sistema está en el estado A y realiza un trabajo W, expandiéndose. Dicho trabajo mecánico da lugar a un cambio (disminución) de la energía interna de sistema
D U=-W
Si A realiza trabajo al expandirse y disminuye su energía interna, eso quiere decir que A tenía mas energía comprimido que expansionado.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 01/07/2006 10:55
Por: Dr. Morgenes
Y todo esto sin tener en cuenta que estas aplicando conceptos de termodinamica de sistemas cerrados, a sistemas que no son cerrados ya que tienen intercambio de masa con el exterior. Así que va siendo hora de que te bajes del burro dicho con todo el cariño del mundo.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 01/07/2006 13:49
Por: Alb
Esto empieza a resultarme frustrante no ser capaz de explicar algo tan simple.
Empecemos desde el principio:
La
energía interna[*11] de un sistema, es el resultado de la energía cinética de las moléculas o átomos que lo constituyen, de sus energía de rotación y vibración, además de la energía potencial intermolecular debida a las fuerzas de tipo gravitatorio, electromagnético y nuclear, que constituyen conjuntamente las interacciones fundamentales.
Es decir que la energía interna incluye TODA la energía.
Al suministrar calor o trabajo a un gas, se aumenta la "la energía cinética de las moléculas o átomos que lo constituyen, de sus energía de rotación y vibración," es decir su energia interna, tal y como explique en el mensaje anterior.
DU = Q - W
¿Que ocurre cuando comprimimos un gas?
Para comprimir el gas se necesita aportar trabajo(W), pero el gas se calienta y cede calor(Q) al ambiente hasta que se alcanza el equilibrio termico, es decir, se igualan las temperaturas.
Si medimos el trabajo suministrado al gas y el calor cedido, veremos que son iguales, y por tanto segun la ecuacion anterior, DU= 0
O dicho de otra forma, toda la energía suministrada por el compresor se ha disipado en el ambiente y el aire tiene exactamente la misma energia que antes de ser comprimido.
Jprebo:
Si A realiza trabajo al expandirse y disminuye su energía interna, eso quiere decir que A tenía mas energía comprimido que expansionado.
Claro que si, el gas a expandirse baja su temperatura, es decir, baja la velocidad, rotacion y vibracion de las particulas y por tanto su energia cinetica.
Pero se calentará con ambiente, luego recibira un Q, que es igual al trabajo realizado.... una vez mas en el equilibrio termico DU=0
Bioenergetico:
Yo no he dicho que un tanque vacio y uno lleno tengan la misma energía. Lo que he dicho es que el aire dentro y fuera del tanque tiene la misma energía siempre que esten a la misma temperatura.
Y hablo de energia interna es decir U, no de entalpia.
Que se definan otras funciones de estado en la que participe la U, no significa que a la energía del gas debamos sumarle el termino PV.
De la misma forma yo puede definir una funcion en la que se sume el saldos de mi cuenta bancaria y la de Bill Gates. Pero eso no significa que sea millonario.
Espero que lo hayais entendido, por que ya no se como esxplicarlo si no.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 01/07/2006 14:03
Por: Paulino Cuevas
[QUOTE BY= Dr. Morgenes] Y todo esto sin tener en cuenta que estas aplicando conceptos de termodinamica de sistemas cerrados, a sistemas que no son cerrados ya que tienen intercambio de masa con el exterior. Así que va siendo hora de que te bajes del burro dicho con todo el cariño del mundo.[/QUOTE
Dichosa termodinámica coño,Para un gas ideal monoatómico la energia =U=3/2NKbT.N=Numero de atomos por volumen.
Kb= constante de Boltzman (1,38 x 10 (-16) y T en grados Kelvin.¿que hace variar la energia? El numero de atomos y la temperatura.Esta formula es aplicable cuando la relación C (concentración) y Vq (volumen cuantico) esta muy alejada de 1 que corresponde al estado de gas ideal..Cuando la concentración aumenta,hay que tener en cuenta el volumen de los atomos y por lo tanto se deben emplear otras formulas.Nadie menciona el potencial quimico que puede dar respuesta a muchas incógnitas.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 01/07/2006 15:49
Por: Dr. Morgenes
Que no alb, que no.
Lo que tienes que hacer es establecer un volumen de control con dos superficies, una a la salida del compresor y otra a la entrada. Y hacer el balance nergético entre esos dos puntos. Donde el gas esta en ambos puntos en situaciones muy diferentes.
No te das cuenta que has dicho una burrada tremenda, al decir que todo el trabajo del compresor se usa en calentar el gas?
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 01/07/2006 16:29
Por: Paulino Cuevas
[QUOTE BY= Dr. Morgenes] Que no alb, que no.
Lo que tienes que hacer es establecer un volumen de control con dos superficies, una a la salida del compresor y otra a la entrada. Y hacer el balance nergético entre esos dos puntos. Donde el gas esta en ambos puntos en situaciones muy diferentes.
No te das cuenta que has dicho una burrada tremenda, al decir que todo el trabajo del compresor se usa en calentar el gas?[/QUOTE]
Yo creo que el problema no ha sido bien planteado desde el principio.Una cosa es comprimir un gas haciendo disminuir su volumen y por lo tanto aumentar su presión y otra muy distinta es hacer subir la presión añadiendo mas gas al mismo volumen.Si se aumenta el numero de atomos permaneciendo el volumen constante,la energia del gas aumenta,por el contrario si el numero de atomos permanece constante la energia no aumentara hasta que el gas deje de comportarse como gas ideal,a partir de ese momento las interaciones entre atomos cambiara su estado.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 01/07/2006 23:18
Por: jprebo
Te pido disculpas Alb, tienes toda la razón del mundo, pero comprende que es algo dificil de entender si no se plantea muy clarito. Estando solo, me ha venido a la cabeza la correcta interpretación sobre la energía de una determinada masa de aire.
E=P*V
Lo mismo me dá tener en concepto de energía por masa 100 M3 a presión atmosferica (1atm absoluta) que tener 1 M3 a 100 atm absolutas, el resultado de E es igual en ambos casos, el trabajo realizado para comprimir el gas, es exactamente el mismo que el gas hace para descomprimirse (en condiciones hipoteticamente identicas, claro) Por lo que la energía que le suministramos al compresor es identica a la que pierde el aire en foma de calor (en condiciones hipoteticamente perfectas para un gas ideal).
Creo que estaria bien decir que lo que hacemos al comprimir aire es almacenar trabajo, no energía.
Te vuelvo a pedir mil escusas por ser yo tan cabestro.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 02/07/2006 01:07
Por: Alb
Paulino no compliques las cosas que son bien sencillas. El aire durante la compresion/ expansion no sufre reacciones quimicas asi que no tiene sentido tener en cuenta "Potenciales quimicos". De todas formas estos ya estan incluidos dentro de la energía interna.
Es completamente irrelevante la forma en la que se comprima el aire, la energia interna es una funcion de estado, lo que significa que solo depende del estado final del sistema y no de la historia del mismo.
Morgenes:
No te das cuenta que has dicho una burrada tremenda, al decir que todo el trabajo del compresor se usa en calentar el gas?
Yo no he dicho esto, ya que es incorrecto. Lo que digo es que todo el trabajo aportado por el compresor, se disipa en forma de calor hasta alcanzar el equilibrio térmico con el ambiente.
(Aunque me temo que no entenderas la diferencia)
¿Quieres hacer un balance entre dos puntos?
Muy bien, nada mas sencillo.
Punto1: Exterior del tanque T1=25ºC
Punto2: Interior del tanque T2= 25ºC
Me da igual las presiones y volumenes del gas en los dos estados, resulta irrelevante.
La energía interna en el que no hay reacciones quimicas ni nucleares solo depende de las temperatura.
Como T1-T2=0 => DU=0
El 1er principio de la TD dice:
DU=Q-W
Luego: 0=Q-W => Q=W
Todo el trabajo aportado para comprimir el gas se disipa en forma de calor.
1kg de aire a 1 atm y 25ºC tiene exactamente la misma energia que 1kg de aire a 10 atm y 25ºC.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 02/07/2006 01:42
Por: Alb
Jprebo:
Si a si lo entiendes perfecto, pero formalmente no es correcto.
Permiteme plantearte una cuestión:
Comprimimos aire de manera isoterma y reversible, aportando un trabajo W.Como he explicado todo el trabajo se disipa al ambiente en forma de calor Q=W . Podemos aprovechar este calor como calefacción o para calentar agua. Obteniendo la misma cantidad de calor que la que hubieramos obtenido con una resistencia electrica en lugar del compresor.
Ahora bien, podemos descomprimir el aire a presion de manera isoterma recuperando todo el trabajo que habiamos gastado. Y por si fuera poco, la expasión absorve calor del ambiente y podemos aprovechar esta refrigeración como aire acondicionado.
Resumiendo, no gastamos trabajo(ya que todo lo invertido lo recuperamos) y conseguimos calefacción y aire acondicionado.
¿Donde esta el error?
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 02/07/2006 02:24
Por: mockba
bioargetino... si lees bien... lo que describo concuerda con las formulas explicadas... y se acoplan perfectamente las las leyes de la termodinámica...
Saludos,.,,
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 02/07/2006 02:28
Por: mockba
Alb... todo tiene entalpía, todo está afectado por la temperatura... toda la materia está realizando trabajos a niveles moleculares y atómicos aunque no esté realizando ningun trabajo visible... la entalpía existe en todo el universo.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 02/07/2006 03:54
Por: pleirb
En mi opinión, comprimir el aire es juntar moléculas que tienden a repelerse, como lo pueden hacer dos imanes. Otro caso, la goma elástica, la estiramos y notamos que ofrece cierta resistencia. Por la tanto, veo al aire como un elemento que se resiste a la compresión y para evitarlo trata de salir por algún lado. Supongo que es la propiedad de todo gas. Tanto para estirar una goma como para comprimir aire necesitamos energía para realizar un trabajo en el que se requiere de fuerza. Lo bueno de hacer este gasto energético es que de alguna manera se puede recuperar algo si se precede adecuadamente.
Cambiando de tema, tengo una gran duda sobre algo que se me ocurrió:
Comprimir aire a altas presiones (200 a 300 atmósferas) con un sistema casero que consiste en lo siguiente:
Subir agua a un tanque muy elevado y mediante una válvula inyectar el contenido del tanque en otro tanque hermético. El agua va a ir ocupando el espacio de este tanque hasta que la presión del aire acumulado en dicho tanque sostenga el peso del agua que tiene encima. La pregunta para todos ustedes es: ¿Cómo se lo imaginan esto? ¿Debería se muy grande la instalación de este compresor? ¿La bomba de agua para subir el líquido debe ser muy potente? Se me ocurre que el trabajo de la bomba lo puede hacer un molino de viento. ¿Qué dicen? Apuesto a sus conocimientos de física para resolver este asunto y poder hacer una prueba en la realidad. Si esto es posible, sería un método muy económico para comprimir aire.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 02/07/2006 06:46
Por: mockba
Tienes ideas... eso es bueno... a veces es un poco dificil hacer realidad las ideas que uno trae en la cabeza...
El problema que yo le veo a lo que dices acerca de combinar agua y aire comprimido, es precisamente el agua, ya que no sé que efecto tendría utilizar agua persurizada con aire al momento de atravesar por una turbina o pistón. Además recuerda que en cada fase que le agreges a una máquina la energía se va transformando en diferentes formas (principalmente movimiento y calor) y por lo tanto habrá pérdidas... Pienso que lo más directo para comprimir aire de manera casera es utilizar directamente el viento para mover el compresor.
Yo estoy pensando en utilizar un diseño de rotor eólico de eje vertical ya que eliminaría los problemas técnicos del seguimiento del viento y que además esos rotores tienen una característica particular que es el hecho de que desarrollan velocidades más bajas pero potencias nominalmente mas altas que los de eje horizontal. Cada giro que el rotor dé, se estará convirtiendo directamente en presión almacenada en el contenedor.
Además, peinso en instalar varios rotores a un compresor cada uno, a su vez todas las salidas de alta presión de los compresores irían al mismo contenedor para multiplicar la rapidez con que se eleve la presión de aire dentro del contenedor.
De cualquier forma, ho lo hemos construido y probado, así que todo lo anterior sólo son especulaciones mías... así que sería algo bueno que estudiaras las posiblidades y trataras de contruirlo para medir su rendimiento energético.
Saludos... y suerte...
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 02/07/2006 06:55
Por: Bioargentino
Pleirb:
Si consigues una torre de 3000 metros de alto para sujetar un tanque y 6000 metros de caño a buen precio, entonces puede ser una forma barata de comprimir aire.
Ah! y tambien hay que conseguir una grúa que no cobre mucho por colocar un tanque sobre una torre de 3000 metros de alto.
Y unas lucecitas para los aviones baratas y un permiso para interrumpir alguna ruta aérea, pero salvo eso, lo demás no es tan complicado.
Alb:
Acabas de descubrir otro movil perpetuo: toda la energía gastada por el compresor la usamos como calor, y luego nos sobra energía para hacer un trabajo y como si fuera poco, refrigerar algo.
Si el sistema ya entregó al aire que lo rodea TODA la energía que recibió, de dónde saca para mover algo al descomprimirse?
Obvio: de un rendimiento mayor a 1 = movil perpetuo.
Me parece que te han influido las charlas con Calumet y te estas fumando alguna hierba rara últimamente.
Mockba:
estamos totalmente de acuerdo, claro que se cumplen las verdadreas leyes, y no las que cree ver Alb en sus alucinaciones.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 02/07/2006 07:10
Por: mockba
jejeje-... ok, bueno ya bajenle el nivel a los sarcasmos que cada vez nos parecemos más a los candidatos presidenciales de mi país... cada vez más sarcasmos el uno contra el otro y menos ideas y propuestas...
Jejejeje...! Es sólo cuestion de tomar el libro de física y leer un poco y reconocer que talves nos hace falta repasar algunos cálculos de vez en cuando, pero en fín... al final uno siempre se hace las correcciones cuando trata de llevar algo a la realidad, que es cuando uno realmente aprende...
Saludos...
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 02/07/2006 07:11
Por: jprebo
[QUOTE BY= pleirb]
Cambiando de tema, tengo una gran duda sobre algo que se me ocurrió:
Comprimir aire a altas presiones (200 a 300 atmósferas) con un sistema casero que consiste en lo siguiente:
Subir agua a un tanque muy elevado y mediante una válvula inyectar el contenido del tanque en otro tanque hermético. El agua va a ir ocupando el espacio de este tanque hasta que la presión del aire acumulado en dicho tanque sostenga el peso del agua que tiene encima. La pregunta para todos ustedes es: ¿Cómo se lo imaginan esto? ¿Debería se muy grande la instalación de este compresor? ¿La bomba de agua para subir el líquido debe ser muy potente? Se me ocurre que el trabajo de la bomba lo puede hacer un molino de viento. ¿Qué dicen? Apuesto a sus conocimientos de física para resolver este asunto y poder hacer una prueba en la realidad. Si esto es posible, sería un método muy económico para comprimir aire. [/QUOTE]
La base de la idea es viable en la teoria, lo malo, malisimo es que por ejemplo, para tener 100 litros de volumen de aire a una presión de 200 atmosferas por ese sistema, necesitas dos cosas muy dificiles,
- una, un volumen a llenar de agua de 20 M3 mas 0,1 m3 para el almacenaje del aire a 200 atm.
- dos, para que el agua ejerza una presión de 200 atm, necesitas que esté a una altura de 2000 metros en vertical, esto es, una atm por cada 10 metros de columna de agua.
-tres, el volumen de agua que debes subir a esa altura es de los 20 m3 que debes llenar del tanque de aire a comprimir mas el volumen interior de la tuberia en sus 2000 metros de caida en vertical. ¿vives cerca del mulhacen?.
Como ves, aunque en la teoria se prodría, llevarlo a la practica no sale nada rentable y lo de sistema "casero" pues como que no lo veo yo muy apropiado, ¿no?.
Bioargentino, ¿aún despierto?, jejeje. te me has adelantado por muy poco.
Te acabo de leer entero y no creo que necesites esas calificaciones para exponer y explicarte, maxime, cuando Alb, no ha faltado a nadie. ¿no?, aun puedes editar tu mensaje y rectificarlo.
Si usamos una bomba para elevar agua a 1000 metros de altura, el agua en sí misma sigue teniendo la misma energía que antes de subir, lo que hemos hecho es añadirle trabajo que se ha transformado en energía potencial y que podemos recuperar (suponiendo condiciones ideales de rendimiento del 100%).
Desde mi punto de vista, ambos grupos tenemos razón, es como decir que la gasolina no tiene energía por sí misma, lo que si tiene es energía solar almacenada. Bueno, esto se complica cada vez mas, lo dejo.
Un saludo.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 02/07/2006 07:47
Por: Paulino Cuevas
[QUOTE BY= pleirb] En mi opinión, comprimir el aire es juntar moléculas que tienden a repelerse, como lo pueden hacer dos imanes. Otro caso, la goma elástica, la estiramos y notamos que ofrece cierta resistencia. Por la tanto, veo al aire como un elemento que se resiste a la compresión y para evitarlo trata de salir por algún lado. Supongo que es la propiedad de todo gas. Tanto para estirar una goma como para comprimir aire necesitamos energía para realizar un trabajo en el que se requiere de fuerza. Lo bueno de hacer este gasto energético es que de alguna manera se puede recuperar algo si se precede adecuadamente.
Cambiando de tema, tengo una gran duda sobre algo que se me ocurrió:
Comprimir aire a altas presiones (200 a 300 atmósferas) con un sistema casero que consiste en lo siguiente:
Subir agua a un tanque muy elevado y mediante una válvula inyectar el contenido del tanque en otro tanque hermético. El agua va a ir ocupando el espacio de este tanque hasta que la presión del aire acumulado en dicho tanque sostenga el peso del agua que tiene encima. La pregunta para todos ustedes es: ¿Cómo se lo imaginan esto? ¿Debería se muy grande la instalación de este compresor? ¿La bomba de agua para subir el líquido debe ser muy potente? Se me ocurre que el trabajo de la bomba lo puede hacer un molino de viento. ¿Qué dicen? Apuesto a sus conocimientos de física para resolver este asunto y poder hacer una prueba en la realidad. Si esto es posible, sería un método muy económico para comprimir aire. [/QUOTE]
Para llegar a la presión final (300Kg/cm2) necesitas una columna de agua de 3000Mtrs.Te resulta mucho mas economico comprimir directamente con un compresor.Existe el metodo de los eyectores hidraulicos,pero con rendimientos del 10%
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 02/07/2006 08:29
Por: pleirb
Bioargentino y jprebo, les doy la razón. Me he puesto a estudiar un poco y he llegado a una fórmula:
Presión en Pascal= Presión atmosférica en Pascal + (Densidad del Agua x Gravedad x Altura del caño)
Entonces si esta fórmula es correcta (ustedes me dirán porque quiero aprender) para los 2000 metros de altura en caño y los 4000 metros de caño que voy a necesitar, quedaría: P=101325 + (1000 x 9,81 x 2000) = 19721325 Pa. Es decir: 194,6 Atmósferas. Y quizás menos porque la presión del aire sobre la montaña es menor.
Por favor díganme si estoy en lo correcto. Si es así solo sería viable para las montañas y para cuando llueve encima de ellas. Ahora, la carga sería muy veloz si se pudiera disponer de toda esa agua a tiempo ¿No?
Ojo, no estoy defendiendo mi teoría ya que en la práctica veo que se pone complicado.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 02/07/2006 12:55
Por: Alb
Pleirb.
Curioso invento, pero no es nada nuevo. De hecho, fue el primer mecanismo que se empleo para comprimir aire hace casi 2000 años por Heron de Alejandria.
Te recomiendo el libro ¡enlace erróneo! donde emplea agua para comprimir aire para hacer sonar trompetas y fabricar pajaros artificiales.
Bioargentino
No acabo de descubir este movil perpetuo de 2ºEspecie, es un ejemplo clasico, que puede resultar util para entender como funcionan las maquinas termicas.
Evidentemente el sistema que describi contiene un error, espero que cuando intenteis descubir el error entendais algo mejor como funciona la compresion y descompresion de los gases y como evoluciona la energia interna.
Esta claro que como profesor son un negado. Se que la TD puede ser dificil de explicar y comprender, pero el el 1er principio de la TD es realmente sencillo. La formula DU= Q-W, no puede ser mas simple e intuitiva de entender. La variación de la energia interna del sistema es igual a calor que entra menos el trabajo que aporta.
Como ya no se como explicar la teoria, intentare que lo veais con un ejercicio practico:
Tenemos un compresor de 1Kw que comprime el aire desde 1atm y 25ºC hasta 10atm y 25ºC. El compresor esta refrigerado con agua que entra a 10ºC y se calienta hasta 20ºC. ¿Que caudal de agua consumirá el sistema?
¿Cual cantidad de calor ha cedido el compresor a la corriente de agua?
¿Que variación de energia interna ha experimentado el gas?
¿Ha empleado en la resolución del problema leyes verdaderas o alucinaciones?
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 02/07/2006 13:17
Por: Alb
En mi opinión, comprimir el aire es juntar moléculas que tienden a repelerse, como lo pueden hacer dos imanes.
Pleirb, no funciona asi. Las particulas de los gases no se repelen(salvo a muy elevadas presiones, donde las particulas se encuentran muy proximas entre si). La presión que ejerce el gas no es debido fuerzas de repulsion entre las particulas, sino a los choques de las particulas. Es lo que se denomina
Teoria cinetica[*12] . La energía del gas viene dada por la energia cinetica de las particulas que lo componen y esta velocidad solo depende de la temperatura.
Si metes mas particulas en el tanque aumenta el numero de choques y con ello aumenta la presion. Pero si la temperatura es la misma la velocidad media de las particulas sera la misma por tanto su energia cinetica sera la misma que la que tenia fuera del tanque.Esto se entiende muy bien con el siguiente simulador que he encontrado en
esta web[*13] .
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 02/07/2006 17:00
Por: Miguel
Yo ni de coña llego al nivel que estáis hablando los expertos en física, pero una cosa no me la quita nadie... ¡ni Alb! jajaja... Y es de sentido común:
Un aire que ha sido comprimido nos devuelve un trabajo, si tenemos un motor que se mueva con aire comprimido. Vamos, son "fabes contades", como decimos por aquí. O un acordeón, pa entendernos, o el motor de vapor también, vease como símil.
Que haya pérdidas en calor, que sea más o menos eficiente, lo que se quiera es debatible, pero lo que sí que esta claro es que el aire comprimido conlleva algún tipo de energía acumulada. Y nos devuelve un rendimiento.
Así que a comprimir aire amigos, que se acaba el mundo jajaja
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 02/07/2006 18:22
Por: Alb
Miguel, el aire comprimido tiene la capacidad de poder producir trabajo.
Pero no acumula energia, la energia que tiene el aire dentro del tanque es exactamente la misma que la que tienen fuera del tanque.
Resumiendo: Nos cuesta trabajo comprimir el aire, podemos obtener trabajo expandiendo el aire comprimido, pero el aire comprimido no almacena energía.
De manera coloquial, se puede decir que el tanque de aire almacena energía, ya que metes y sacas energia del mismo. Pero de manera rigurosa no es correcto, ya que la energia interna del gas solo depende de la temperatura.
Afirmas
Pero lo que sí que esta claro es que el aire comprimido conlleva algún tipo de energía acumulada
¿Como se almacena la energía dentro del aire?
En la gasolina la energía se almacena en sus enlaces quimicos.
En las baterias se almacena en los enlaces quimicos de los reactivos.
En un condensador la energia se almacena en las particulas cargadas electricamente situadas dentro de un campo electrico.
Un tanque de agua situado a cierta altura almacena energia en forma de energia potencial(Por estar situada una masa dentro de un campo gravitatorio)
Un volante de inercia almacena energia cinetica.
En un muelle o una goma acumula energia en las deformacion del material.
Los mal llamados acumuladores de calor(deberian llamar acumuladores de energia termica), almacenan energia en la vibraciones y rotaciones de las particulas que lo forman.
¿Que tipo de energia almacena el aire comprimido?
No es energia quimica, ya que no hay reacción
No es energia electrica ya que no hay particulas cargadas.
No es energia potencial gravitatorio, ya que no se eleva el aire a ninguna altura.
No es energia cinetica, ya que el aire se encuentra relativamente quieto dentro del tanque.
No es energia "Elastica" ya que un gas no se puede deformar.
La unica energia que almacena un gas(que no sufra reacciones quimicas) es en forma de energia termica debida al movimiento de sus particulas, Translacion, rotacion y vibracion.
Por tanto solo depende de la temperatura:
Si el tanque esta en equilibrio termico con el exterior, tendra la misma energia que el aire exterior, y por tanto no acumula nada.
Quienes afirman que el aire comprimido almacena energía deberia explicar, como y donde se almacena dicha energía.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 02/07/2006 22:30
Por: mig
Claro, claro, Alb. El aire no tiene en su interior la energía que luego vamos a usar. Es un problema semántico. Es de cajón. Pero si se ha comprimido, tenderá si le dejan, a descomprimirse y ponerse en equilibrio con el medio y ahí usarse para producir un movimiento.
A mí me pasa lo que a Miguel: este lenguaje me desborda. Pero entiendo someramente a unos y otros.
Hay planteamientos que no entenderé nunca como la idea que sea el huevo el que calienta la gallina…(todo un koan asiático) pero por lo demás me parece que podéis llegar a un acuerdo y pasar al tema principal del aire comprimido y su problema de seguridad en el almacenamiento.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 02/07/2006 22:33
Por: manu
Alb: Estoy totalmente de acuerdo contigo en tus razonamientos. De hecho todo esto ya se discutio hace tiempo en un hilo similar a este.
Plerib, Paulino cuevas Dr. Morgenes, estais completamente confundidos.
Una cierta cantidad de gas contiene la misma energía interna a 1 atmósfera que a 300, siempre que esté a la misma temperatura.
Esto es lo que la gente no acaba de entender porque el aire a 300 atmósferas "empuja" con más fuerza un pistón. Aparentemente tiene más capacidad de realizar un trabajo y por lo tanto más energía.
Pues bien, un sencillo experimento mental de lo más tonto sirve para dar al traste con esa idea:
Tenemos aire a 1 atmósfera dentro de un cilindro con un pistón. En esas condiciones el aire sera incapaz de mover el pistón. Diríamos que tiene poca "energía almacenada". Ahora cogemos el cilindro y lo metemos en una habitación donde se ha hecho el vacío. Como por arte de magia el aire moverá el pistón. ¿Es que ahora el aire contiene más energía que antes?. ¿De donde ha salido?.
La energía y la fuerza son dos cosas completamente diferentes
La única forma de introducir energía REAL en un gas es aumentando su temperatura (su energía interna).
Es cierto que cuando se mete aire en un depósito, dicho depósito contendrá más energía interna cuanto más aire haya. Eso es de perogrullo puesto que hay más moléculas. Pero esa NO ES LA CAUSA de que el aire tenga más capacidad para realizar trabajo. Y desmonto esta idea con otro razonamiento tonto:
Tenemos un depósito en el que metemos 10 kilos de aire comprimiendolo a dos atmósferas. Algunos dirán que el trabajo realizado por el compresor esta ahora "almacenado" en el aire comprimido en forma de energía interna de manera que esta será capaz de devolver trabajo al descomprimirse. Pues bien, yo pongo al lado otro depósito el doble de grande con otros 10 kilos de aire que por tanto estará a una atmósfera, siendo incapaz de realizar trabajo. Sin embargo AMBOS DEPÓSITOS TIENEN LA MISMA ENERGÍA INTERNA. ah, magia potagia.
Entonces ¿donde diablos ha ido a parar la energía suministrada por el compresor? pues muy fácil en un primer momento a calentar el aire que comprime con el piston en cada ciclo (compresiones cortas y rápidas y por tanto adiabáticas), es decir a aumentar la energia interna del gas. SI DR MORGENES A CALENTAR EL AIRE. Y una vez en el depósito su temperatura irá bajando hasta la ambiental, es decir, el aire caliente cederá su energía interna al ambiente lentamente hasta llegar al equilibrio. Así que al final el trabajo del compresor acaba en el aire ambiental en forma de energía térmica.
Hay que darse cuenta de que una cosa es que un gas haga más o menos fuerza y otra muy distinta que tenga más o menos energía.
Para razonar todo esto solo hay que tener dos ideas claras:
-La energía ni se crea ni se destruye.
-La energía interna de un gas, dejando a parte la química, es debida al movimiento de sus moléculas.
-La fuerza que un gas ejerce es debida al choque de esas moléculas contra las paredes de su contorno: Cuanto más rápidas más fuerza ejercen. Cuantas más moléculas, mayor número de choques y más fuerza ejercen.
Si se tienen bien claras y bien "mascadas" estas ideas y lo que implican, se puede razonar de forma sencilla cualquier cosa sobre los gases por complicada que parezca.
Alb escribió:
¿Que tipo de energia almacena el aire comprimido?
.......
No es energia cinetica, ya que el aire se encuentra relativamente quieto dentro del tanque.
La unica energia que almacena un gas(que no sufra reacciones quimicas) es en forma de energia termica debida al movimiento de sus particulas, Translacion, rotacion y vibracion.
Por tanto solo depende de la temperatura:
Alb ahí no estoy de acuerdo contigo, puesto que la energía térmica de un gas es, de hecho, la suma de las enegías cinéticas de sus moléculas. Supongo que te refieres a que los movimientos son aleatorios y en conjunto no van en una dirección preferente.
A ver si lo explicado contribuye a aclarar un poco el asunto.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 02/07/2006 22:58
Por: mockba
Todos estamos de acuerdo que si se inyecta aire a unas 250atm dentro de un contenedor y despues se abre la válvula de escape el aire saldrá disparado a causa de la despresiruzación...
La potencia con la que se despresurice el aire, es decir, el trabajo que pueda realizar si hacemos pasar al aire en despresurización a través de un mecanismo para convertir ese efecto en movimiento depende directamente del la diferencia de potencial traducido a diferencia de presiones... pero como dice Alb, todo tiene que estar ligado a la temperaura y es dependiente totalmente de esto.
La temperatura al estar ligada directamente proporcional a la presión es otra de las magnitudes físicas que podemos alterar para incrementar la presión dentro del contenedor aunque dejemos de ingresar aire al contenedor a través de un compresor. En otras palabras la energía potencial del aire presurizado aumenta si aumentamos por cualquier medio la diferencia de potencial (en este caso la diferencia de presiones entre el ambiente y el interior del contenedor presiruzado).
Podemos aumentar la energía potencial del sistema ingresando más aire al contenedor o aumentando la temperatura del aire en el contenedor... En el mejor de los casos ingresar más aire y mas temperatura al contenedor...
Saludos...
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 02/07/2006 23:05
Por: mockba
Sigue siendo lo mismo, poner un tanque presiruzado con aire al vacio aumenta la energía potencial del aire conenido aumentando la diferencia de potencial, porque la presión dentro del tanque seguirá siendo la misma, pero al haber menor presión en el exterior la diferencia de presiones será mayor y al dejar escapar el aire presurizado a este ambiente, este podría realizar un mayor trabajo. Manu está en lo correcto... ya que de cualquier forma todo esto se tendría que llevar a una temperatura constante... si la temperatura cambia constantemente, las condiciones de presión tambien... al vacio o bajo cualquier atmósfera...
Saludos...
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 02/07/2006 23:09
Por: mockba
Hasta luego, voy a acompañar a mi hermano que va a votar...
Saludos...
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 02/07/2006 23:46
Por: Dr. Morgenes
[QUOTE BY= Alb] Paulino no compliques las cosas que son bien sencillas. El aire durante la compresion/ expansion no sufre reacciones quimicas asi que no tiene sentido tener en cuenta "Potenciales quimicos". De todas formas estos ya estan incluidos dentro de la energía interna.
Es completamente irrelevante la forma en la que se comprima el aire, la energia interna es una funcion de estado, lo que significa que solo depende del estado final del sistema y no de la historia del mismo.
Morgenes:
No te das cuenta que has dicho una burrada tremenda, al decir que todo el trabajo del compresor se usa en calentar el gas?
Yo no he dicho esto, ya que es incorrecto. Lo que digo es que todo el trabajo aportado por el compresor, se disipa en forma de calor hasta alcanzar el equilibrio térmico con el ambiente.
(Aunque me temo que no entenderas la diferencia)
¿Quieres hacer un balance entre dos puntos?
Muy bien, nada mas sencillo.
Punto1: Exterior del tanque T1=25ºC
Punto2: Interior del tanque T2= 25ºC
Me da igual las presiones y volumenes del gas en los dos estados, resulta irrelevante.
La energía interna en el que no hay reacciones quimicas ni nucleares solo depende de las temperatura.
Como T1-T2=0 => DU=0
El 1er principio de la TD dice:
DU=Q-W
Luego: 0=Q-W => Q=W
Todo el trabajo aportado para comprimir el gas se disipa en forma de calor.
1kg de aire a 1 atm y 25ºC tiene exactamente la misma energia que 1kg de aire a 10 atm y 25ºC.
[/QUOTE]
Es que nadie te discute que la energía interna U sea la misma, porque no depende más que de la temperatura. Pero en un balance de energía entran más sumando en juego a parte de la energía interna U. Vamos que solo ves lo que quieres.
Ah, en el mundo real no existe la comprensión isoterma y reversible. Por comentarlo......
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 02/07/2006 23:51
Por: manu
Mokba: Si miras el aplet que ha puesto alb veras que un gas solo son particulas que se mueven y chocan al azar. En realidad no hay energía potencial por ningún lado. Ya se que el aire se pone en movimiento cuando hay una diferencia de presiones y que la inclinación natural, en principio es a pensar que hay una diferencia de potencial, por analogía a un electron que se mueve por una diferecia de potencial eléctrico.
Existe el potencial eléctrico, el gravitatorio, el nuclear fuerte y el nuclear débil. Solo esos cuatro campos se conocen en la naturaleza. Luego hay otros potenciales como el elástico o el químico que no son más que formas de potencial eléctrico. No existe una energía potencial de presión de un gas.
No obstante, llegar a esta conclusión, como he dicho antes, cuesta mucho tiempo, y es difícil desembarazarse de la idea de energía potencial ligada a la presión. Quizá sí podríamos hablar de trabajo útil potencial, como concepto "para andar por casa", pero nada de energía.
Un saludo
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 03/07/2006 00:05
Por: Dr. Morgenes
La entalpia tiene unidades de energía, entendido?
La entalpia es la suma de la energía interna, (dependiente solo de la temperatura) y del producto de la presión por el volumen de acuerdo?
Pues bien al comprimir el aire variamos su entalpia. Punto, no hay más que hablar, no os perdais en disquisiciones sobre la "energía interna". A nadie se le ocurre ponerse a hablar de la energía interna de una rueda que gira, que la tiene. Hablamos de la energía cinética, potencial o lo que corresponda.
No creo que sea tan dificil de entender. El trabajo del compresor se emplea en variar la entalpia del gas, ni más ni menos. Aunque el rendimiento no es del 100%, y hay perdidas luego se desprende calor al ambiente hasta hallarse el equilibrio térmico. Pero la entalpia del gas dentro del contendor y fuera de el no es la misma. Más claro agua
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 03/07/2006 00:31
Por: manu
Bien Dr. Morgenes. Empleando tu lenguaje tajante:
Una cantidad de aire ,comprimido o no, siempre tiene la misma entalpía si tiene la misma temperatura, porque P*V también es el mismo, esté dentro de un contenedor o fuera sin comprimir.
"Punto, no hay más que hablar"
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 03/07/2006 01:10
Por: telecomunista
Totalmente de acuerdo contigo Dr.Morgenes.
Capacidad de producir trabajo = energía.
Los que defienden que el aire comprimido no almacena energía entran en contradicción cuando le ponen el apellido de interna.
No es el aire en si el que almacena la energía sino su DIFERENCIA de estado con el aire del exterior , de ahí que se diga COMPRIMIDO.
El funcionamiento es totalmente análogo al de los tanques de agua a DIFERENTE altura.
Entre ellos se produce una diferencia de presión capaz de producir trabajo debido a que hay una columna de agua más grande a un lado que al otro del punto de unión (el punto a menor altura).
Entre dos tanques de aire a diferente presión separados por un pistón también hay energía almacenada (capacidad de producir trabajo) por el simple hecho de que hay más partículas golpeando por UNIDAD DE TIEMPO sobre la superficie del pistón en el lado de alta presión que en el de baja presión aunque la energia desprendida en cada uno de los choques (lo cual depende de lo que llamáis energía interna) sea la misma en los dos tanques.
En cuanto a lo del huevo y la gallina sólo decir que es evidente que es la gallina la que calienta al huevo puesto que el huevo no tiene capacidad de producir calor por si mismo. Me siento perogrullo.
Lo mismo pasa con las mantas de la cama. Nuestro cuerpo es el que las calienta, ellas sólo impiden que ese calor se pierda aislándonos del exterior y así disminuye la potencia que tenemos que gastar para mantener una determinada temperatura.
¿Sabéis lo de que un muñeco de nieve vestido aguanta más tiempo que uno sin vestir?
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 03/07/2006 01:38
Por: petro
De termodinamica voy justito, pero yo creo que el trabajo realizado por el aire al descomprimirse sale de la perdida de grados de temperatura de ese aire. Menos trabajo que al comprimirse, logicamente, por ser los rendimientos menores que 1.
saludos
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 03/07/2006 02:33
Por: mockba
La energía potencial es un concepto compuesto...
Primero hay que entender que es energía y luego hay que entender porque el uso de la palabra potencial...
Citado por manu:
Quizá sí podríamos hablar de trabajo útil potencial, como concepto "para andar por casa", pero nada de energía.
Si no mal recuerdo y tomando un libro de física lo confirmo, la definisión de energía es: "La capacidad de realizar un trabajo" y el ritmo al cual se lleva a cabo ese trabajo se define como potencia...
Otra manera de definir trabajo puede ser:
Trabajo = Fuerza x distancia... Trabajo útil potencial que tú mencionas es energía potencial... Si tienes una energía potencial, estas hablando de que existe la capacidad de realizar trabajo y si puedes realizar trabajo, puedes medir su potencia.
El aire confinado en un contenedor a alta presión es sólo un ejemplo más de los miles de millones que podría haber en el universo de energía potencial (Le energía potencial es un concepto).
La definisión literal del energía potencial que encuentro en este libro dice: "La energía que un sistema posee en virtud de su posición o condiciones recibe el nombre de energía potenicial."
Ahora, en el ejemplo de la energía potencial más común que hay en los textos de física, que es el de elevar una masa y dejarla caer, el factor que se toma como "diferencia de potencial" es la altura a la que se eleva esa masa. Mientras más lato se eleve la masa mayor energía potencial gravitatoria se tiene el sistema y por lo tanto al dejar caer la masa, mayor trabajo será capaz de realizar.
Igual sucede con la presión dentro de un contenedor. La diferencia de potencial en este sistema es la presión que el aire alcance dentro del contenedor, ya que teniendo mayor presión se tiene una mayor "energía potencial"... es decir, una mayor capacidad de realizar trabajo... y que conste que esta vez usé las definisiones de un libro y no como las recordaba... llego a la misma conclusión...
La energía potencial no está almacenada en el aire o en el tanque o en alguna pieza por separado, sino que está regida por las condiciones y/o posiciones que el sistema tenga en ese momento... Como se alteren las condiciones y/o posiciones del sistema de manera ventajosa o desventajosa es otra cosa muy distinta...
Saludos...
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 03/07/2006 02:36
Por: mockba
Petro en cuanto a lo que mencionas de que el trabajo sale del calor del aire en descompresión tienes toda la razón, es por eso que recalentar el aire antes de descomprimirlo es una técnica industrial que se utiliza en muchos sistemas...
Saludos...
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 03/07/2006 03:14
Por: Alb
Manu me alegra de me ver alguien conoce el tema, me sentia realmente frustrado al no conseguir hacerme entender en una cuestion tan simple.
Muy buena tu explicación.
Sobre la energia cinetica, me referia a que el aire desde un punto de vista macroscopico, no a la energía cinetica de las particulas que lo constituyen.
mockba, manu te ha dado la explicacion correcta, no exite la energia potencial debida a la presión.
Dr. Morgenes
Es cierto que hay otras energías que no se incluyen en la energia interna. Por ejemplo no incluye la energia cinetica desde el punto de vista macroscopico, es decir que si montamos el tanque en un camion que circula a 100km/h, aumentará la energía del aire pero no su energia interna.
Tampoco incluye la energia relativista derivada de su masa segun la expresion E=mc^2.
Pero ninguna de las energías no incluidas afectan a la variacion de presión.¿Que tipo de energía no esta incluida en el energia interna y consideras que deberia estarlo? ¿La energia potencial de presion? Esta no esta incluida por la sencilla de que no existe.
Claro que la entalpia es una energía ¿Y que?
Hay otras muchas funciones de estado que tambien son energias por ejemplo:
Energia libre de Helmholtz A(T,V) = U − TS
Energia libre de Gibbs G(T,P) = U + PV − TS
Telecomunista
El trabajo no es la capacidad de producir energía. Hay energia que no es capaz de producir trabajo.
No es analogo a los tanques se agua. La energía de los tanques de agua viene dada por la energia potencial debia al incremento de altura. En los tanque de aire no hay una energia potencial.
Os doy la solucción al problema del Huevo.
El problema parte de que en el lenguaje coloquial designamos con el verbo calentar al dos procesos diferentes:
*Aportar calor.
*Aumentar la temperatura.
Son procesos diferentes, por ejemplo si comprimimos adiabaticamente un gas, este aumenta su temperatura, pero no le hemos aportado calor(ya que es adiabatico)
Si tenemos agua en ebullición estamos aportando calor, pero no aumenta su temperatura.
La gallina "mantiene calientes" los huevos, esto significa que les mantiene a la temperatura adecuada, pero no que les aporte calor.
En el metabolismo de embrión, como en cualquier ser vivo se desprende calor, que se cederá al exterior(la gallina). Que el huevo absorva calor del exterior y lo emplee para desarrollarse equivaldria a que un motor absorviera calor del radiador y generase gasolina. Implicaria un la disminucion de la entropia, algo que prohibe el 2ºprincipio de la TD.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 03/07/2006 03:29
Por: Alb
mocka
Te remito al simulador que colge mas arriba. Las moleculas que forman en aire no poseen mas o menos energia "en virtud de u posición" luego no poseen energía potencial. Su energía solo proviene de la velocidad con que se mueven. Aunque las particulas esten mas apretadas tienen la misma energia cinetica ya que se mueven a la misma velocidad.
Si las moleculas estubiera unidas mediante muelles, entonces si se podria considerar que existe un potencial debido a la presión, ya que entonces si dependerian de la posicion en las que esten. Las particulas mas apretadas tendrian mas energia debida a la compresión de los muelles.
Como no hay interacciones entre la particulas del gas, no hay energía potencial.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 03/07/2006 03:32
Por: manu
Estoy de acuerdo en todo salvo en estos párrafos:
[QUOTE BY= telecomunista]
No es el aire en si el que almacena la energía sino su DIFERENCIA de estado con el aire del exterior , de ahí que se diga COMPRIMIDO.
..............................
Entre dos tanques de aire a diferente presión separados por un pistón también hay energía almacenada (capacidad de producir trabajo) [/QUOTE]
En estas palabras se resume el objeto de la discordia.
La energía no puede residir en una "diferencia". tiene que tener asiento en un material concreto (el gas interior o exterior) o en un campo (que no es el caso). En este caso la única materia es el aire y sabemos que uno no tiene más energía que otro.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 03/07/2006 07:23
Por: jprebo
Me duele la cabeza, aver.
Vayamonos a visitar al señor atomo de helio (por ejemplo), ¿por qué se repelen los atomos de un gas?, los electrones de la orbita exterior repelen a los electrones de los otros atomos por tener la misma carga magnetica, si les obligamos a estar mas juntitos a estos atomos, la fricción entre ellos se incrementa, transmitiendo la energía generada por dicha fricción a traves de los elementos que le obligan a estar mas juntitos, es decir, como dicha fricción no es otra cosa que calor, la transmisión de calor la hará por conducción, convección y radiación, hasta que dicha transmisión se equilibre en temperatura con el entorno, en ese momento, la energía de los atomos del señor helio, tendrán la misma energía que antes de que lo comprimieramos y les obligaramos a estar tan juntitos, es decir, vibraran igual que antes de comprimirse, pero nos estamos olvidando de una energía, la magnetica entre atomos, esa es la que realmente hemos incrementado, es decir, su fuerza de repulsión entre atomos, se ha incrementado.
F=(M+m)/D2
Es decir, que la fuerza con la que se repelen los atomos, es igual a la suma de sus fuerzas de repulsión dibidido por el cuadrado de la distancia que les separa.
Un ejemplo:
El camarote de los hermanos marx, cambiar atomos por personas, o personas por atomos, la energía es la misma antes de entrar en el camarote que cuando estaban dentro, pero todos buscan crear un espacio para moverse mas comodamente, por eso cuando la puerta (valvula) se abrió, salieron todos disparados.(las personas que estaban apretadas en el camarote y los atomos del señor helio que estaban apretados en el tanque).
Miguel:
energía aprovechable, tanque 1 lleno menos tanque 2 a presión de trabajo, es decir, mucha energía, rendimiento de dicha energía depende del sistema empleado. Una bomba de bicicleta, daria un rendimiento del 3,3%, lo que en realidad se quedaria en un 1,6 %. pero hay sistemas con rendimientos del 40%.
Me voy a la cama, estoy harto de la energía termica ambiental de la fundición para producir chorros de sudor por mi frente, hasta mas leer.
Un saludo.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 03/07/2006 07:27
Por: Paulino Cuevas
Esta discusión esta viciada en origen.Cuando al principio se establece la discusión,esta estaba relacionada unica y exclusivamente con la presión de un recipiente y su energia, y ademas con la capacidad que el gas contenido en dicho recipiente tenia para realizar trabajo.Y en todo esto todo el mundo tiene su parte de razón.Alb "coge" a las moleculas una a una del recipiente,las observa y comprueba que estas tienen la misma energia que las que estan fuera a la misma temperatura.Todos pendientes de la energia,nadie tiene en cuenta la presión que esta relacionada con el volumen y la densidad de energia;P=2U/3V para un gas de particulas libres no relativistas,donde U es la energia media térmica del sistema.Por lo tanto es válido decir que un recipiente que contiene un gas a una determinada presión(aire) tiene una densidad de energia mayor que otro recipiente a una presión menor.Creo de esta modo satisfacer Salomonicamente a todos.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 03/07/2006 10:35
Por: manu
[QUOTE BY= jprebo]
...... pero nos estamos olvidando de una energía, la magnetica entre atomos, esa es la que realmente hemos incrementado, es decir, su fuerza de repulsión entre atomos, se ha incrementado.
F=(M+m)/D2
Es decir, que la fuerza con la que se repelen los atomos, es igual a la suma de sus fuerzas de repulsión dibidido por el cuadrado de la distancia que les separa.
[/QUOTE]
jprebo:
Esos átomos están muy alejados entre sí, fuera del alcance de la ley de Coulomb, salvo en los choques entre ellos donde ganan y vuelven a perder energía instantaneamente, siendo el balance 0.
Solo quiero poner un par de esquemas para explicar lo que digo porque una imagen vale más que 1000 palabras.
El trabajo del compresor se convierte en calor ambiental al final del proceso. El aire que se comprime es un mero intermediario, ni gana ni pierde energía ni entalpía neta y así se queda en el depósito.
El calor ambiental se convierte de nuevo en trabajo (en realidad ambos en menor cantidad debido a la segunda ley). El aire comprimido sigue siendo un mero intermediario de ese intercambio y ni gana ni pierde.
En fin supongo que, como tu dices, Paulino, seguir profundizando en esta polémica no tiene mucho sentido, de manera que por mi parte también la doy por zanjada.
Un saludo
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 03/07/2006 14:25
Por: Miguel
Buff, de nuevo hilais muy fino, no os sigo, pero, en mi ignorancia, sigo viendo el aire comprimido como algo que ha acumulado energía (o como se llame) cuan muelle que se tensa y luego se recupera esa fuerza al destensarlo, con sus correspondientes pérdidas.
Supongo tambien que Alb tiene razón, aunque parece más un asunto semántico, como álguien ha dicho. Osea, que 1.000 m3 de agua que hayamos subido a 1.000 metros de altura no significa que ese agua tenga ningún tipo de energía intrínseca, pero si que tiene una energia potencial si tenemos una presa que luego puede aprovechar esa caida de agua hasta el nivel del mar y generar, por ejemplo, electricidad.
Y como lo de la temperatura parece ser tan importante, incluyo algunos graficos que quizá puedan aportar datos de interés a álguien. Están aqui, con sus fórmulas para quien las entienda:
¡enlace erróneo!
Saludos a todos.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 03/07/2006 15:44
Por: Dr. Morgenes
[QUOTE BY= manu] Bien Dr. Morgenes. Empleando tu lenguaje tajante:
Una cantidad de aire ,comprimido o no, siempre tiene la misma entalpía si tiene la misma temperatura, porque P*V también es el mismo, esté dentro de un contenedor o fuera sin comprimir.
"Punto, no hay más que hablar"[/QUOTE]
Te equivocas de medio a medio. En un contenedor el volumen viene dado por el contenedor. Y si comprimes el aire para meterlo, tendrás que la presión en el interior es mayor. Mientras que en un mismo volumen en el exterior tienes unapresión distinta, luego la entalpia es diferente.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 03/07/2006 15:51
Por: Dr. Morgenes
A ver si os enterais de una vez, que veo demasiado entendido en termodinamica de tres al cuarto.
Los balances de energía en los procesos termodinamicos industriales se hacen con la entalpia. Mirad todas las formulas que querais para compresores, turbinas de vapor, gas etc....así que eso de entalpia y que son ganas de no caerse del burro y tener razón a toda costa.
En fin, el mundo se cae abajo y hay gente que no se por que oscuros motivos siempre intenta desvirtuar los hilos
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 03/07/2006 16:51
Por: manu
¿Así que soy un entendido de tres al cuarto Dr. Morgenes?
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 03/07/2006 19:39
Por: Alb
De todos los temas se aprende algo y yo acabo de aprencer que mi paciencia tiene un limite.
Paso de seguir perdiendo en tiempo en explicar algo a quien no quiere entenderlo y se dedica a insultar.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 04/07/2006 01:36
Por: telecomunista
La capacidad de producir trabajo => energía. ¿Sí o sí?
=>
Quien tiene capacidad de producir trabajo tiene necesariamente energía.
=>
Quien almacena capacidad de producir trabajo almacena energía.
El sistema que nos ocupa almacena capacidad de producir trabajo
=> el sistema que nos ocupa ALMACENA ENERGÍA.
Esto es lógica elemental.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 04/07/2006 02:18
Por: Miguel
Gracias telecomunista, comenzaba a creer que era un total inepto por no entender lo que dice Alb. Y comparto con él que los "insultillos" o simplemente alusiones a la incapacidad de los otros foreros no llevan a nada bueno y se deben evitar. Como el mismo admin decia hace poco en un post, no es obligado ser científico para debatir en un foro como este, los que no lo somos también podemos tener criterios o opiniones válidas en la multitud de temas periféricos a la crisis energética que se debaten aquí.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 04/07/2006 06:22
Por: mockba
Claro, Telecomunista, tanto tu y tanto Miguel estan en lo correcto, se puede corroborar simplemente en un libro de física básica... JEJEJ! ya lo hice... claro que el sistema de aire comprimido almacena energía... Que si lo almacena el aire, o que si lo almacena la resistencia del tanque... eso es irrelevante... el sistema al generar una diferencia de potencial gracias a las condiciones de alguno de sus parámetros termodinámicos, este sistema es capaz de realizar trabajo, lo cual significa que almacena energía...
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 04/07/2006 12:57
Por: jprebo
Algunos, no nos dedicamos a las insinuaciones sobre CI de los tertulios, nos interesa entender puntos de vista, formas de entendimiento de todas las posibilidades de un mismo concepto.
Por supuesto que no niego que Alb tenga razón, pero hay que saber primero a qué se refiere exactamente, dado que la energía basada solo en la temperatura, no es la unica energía como muy bien expuso Alb antes.
-Energía termica, potencial, cinetica, quimica, etc...
Coclusiones:
Cuando Alb expone la formula de T1-T2=0 para un tanque en equilibrio termico con el exterior para apoyar su afirmación que la energía del aire que hay dentro del tanque=0, está empleando una formula para maquinas termicas. Bien, como maquina termica, queda demostrado que, la energía acumulada en el tanque es 0.
La energía termica de 1000 litros de agua a 1000 metros de altura tambien es cero.
Como toda materia busca encontrar un estado de equilibrio, el hecho de introducir mas masa de aire en un mismo espacio, crea un diferencial de potencial que se mide en presión (Kg/cm2-Gr/m2-pascales, atm, bares o como se quiera), o sea, energía potencial al igual que el agua elevada.
La formula de T1-T2=0 => DU=0 por tanto DU=Q-w=0 es correcta como maquina termica, pero no lo es como maquina acumuladora de energía potencial dado que hemos aplicado una energía en el compresor para comprimir, por lo tanto si aplicamos 1000w al compresor, queda que 1000w=Q perdido durante la compresión + (y no -) w (potencia) que quedan dentro del tanque, como al expandirse el gas, este se enfria, vuelve a recuperar la Q que había expulsado al exterior, por eso, un tanque a presión, contiene la energía que le hemos suministrado al compresor menos la que ha perdido en el ambiente en forma de calor. por lo tanto DU= W-(Q+w)=0
DU= diferencia de energía
W= energía aplicada al compresor en forma de potencia
Q= calor desprendido por diferencia termica con el medio ambiente hasta su equilibrio termico
w= potencia almacenada en el interior en forma de energia potencial.
Y no hay mas vuelta de hoja, la energía que hemos gastado no desaparece dado que la energía ni se crea ni se destruye, por eso, guste o no guste, el tanque a presión contiene energía "potencial".
Acepto que el huevo produzca calor, como ser vivo, pero me niego a pensar que produce mas que la gallina y esta le quite calor al huevo (le bastaría con levantarse para que el aire lo refrigerara), solo se dedica a mantenerlo para que el desgaste de energia del huevo no sea tan elevado dado que debe aguantar muchos dias antes de eclosionar.
Para mí, ya ha quedado muy claro el tema, hasta mas leer.
Un saludo.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 04/07/2006 13:13
Por: manu
Alb, dejando la polémica a parte, quiero abundar un poco más en el tema.
Fíjate que en una compresión isoterma reversible (obviando pérdidas) la entalpía del aire no aumenta: H=0 pero su entropía disminuye al ceder calor al entorno: Q menor que 0 y S = Q/T menor que 0 ; por lo que su energía libre de Gibbs aumenta: G = H-TS = 0-Q mayor que 0.
En la descompresión ocurre lo contrario, su entropía aumenta y su energía libre disminuye: S mayor que 0 y G menor que 0. Esto lleva a darse cuenta de hasta que punto entalpía y energía libre son conceptos operativos: con ellos sabemos cuanto calor se transformara en energía útil o viceversa, dependiendo del signo de G (La compresión no es espontanea, la descompresión sí), utilizando el gas como intermediario. Pero a la vez hay que darse cuenta de lo artificiales que son dichos conceptos, ya que esa energía libre no tiene existencia real, solo significa la cantidad de energía que es POSIBLE transformar de un tipo a otro y en qué sentido lo hará. ¿No te parece?. Por último, ya que estoy en plan muy filosófico (quizá debido a la cervecilla que me estoy tomando) se trata de conceptos muy elegantes que hacen darse cuenta de la increible capacidad de sintesis de los termodinámicos del siglo XIX.
Y es que ellos vieron el bosque sin dejarse confundir por los árboles.Un Saludo.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 04/07/2006 15:27
Por: Alb
jprebo, Miguel afirmais que el gas comprimido tiene energia potencial debido a la diferencias de presiones.
Repasemos los fundamentos de la energia potencial. Esta implica la existencia de diferentes niveles energeticos, que dependen de la posición.
El caso mas sencillo es el de la energia potencia gravitatoria, Una masa de agua tendra diferente energia dependiendo de la altura a la que se encuentre.
Podemos gastar energia para llevar agua a un nivel energetico mayor(mayor altura), mantenera alli y luego hacer el camino inverso para recuperar la energía.
Es decir, el agua elevada a cierta altura almacena energia en forma de energia potencial.
¿Ocurre lo mismo con el aire a presion?
Podria pensarse que es una situación analoga. En el que tendriamos dos niveles energeticos, uno fuera y otro dentro del tanque. Gastariamos energia para llevar al aire a un nivel energetico superior y luego la recuperariamos..
Pero no funciona asi. Comprimir aire NO es analogo a bombear agua.
La primera diferencia no observamos, es que al comprimir aire esta se calienta. Esto no ocurre al bombear agua.
¿De donde ese calor? Como la energia ni se crea ni se destruye el calor del aire comprimido deben vernir del trabajo aportado.
Si medimos el calor veremos que es igual al trabajo aportado. ¿Que energía almacena entonces?
Si dentro del tanque el aire tubiera energia potencial debido a la presión, no se calentaria.
Todo lo dicho para la compresion se puede decir para la expansión.¿Alguien ha visto que el agua se enfrie por el mero hecho de bajar por una cañeria?
El aire esta formado por particulas que se mueven por el vacio libremente, chocando entre si y con las paredes del tanque. Si metes mas particulas dentro del tanque aumentaras el numero de choque y por tanto la presión. Pero la energia de las particula seguira siendo la misma ya que no depende de lo apretadas que esten.
Las moleculas de agua, al bombearlas cierta altura, si aumentan su energia potencial.
jprebo.
Veo sorprendido que consideras que la formula: DU=Q-W no es valida para este sistema.
Esta formula no es mas que la expresión matematicas del
primer principio de la termodinamica ¿No le consideras valido para la compresion de un gas?
Propones corregir el 1ºPP de TD añadiendo un termino.
DU=Q-W-w
Muy bien, Si realizas experimentos, en los que determines la variacion de energía interna, el calor y el trabajo y calcules el termino w, veras que este siempre es cero. Como ya he dicho no existe la energia potencia por presión.
Si vas a cualquier libro de fisica, no encotraras que nadie mencione este termino.
Por ejemplo, si vas al
ciclo de Carnot[*15] veras que esta formado por 2 explansiones y 2 compresiones de un gas. ¿No te parece curioso que en ningun momento hablen de la energia potencial y que en las 4 ocasiones emplen la ecuacion "incorrecta" ya que les falta en término w?
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 04/07/2006 16:11
Por: manu
[QUOTE BY= Alb] jprebo, Miguel afirmais que el gas comprimido tiene energia potencial debido a la diferencias de presiones.
..................................
Pero no funciona asi. Comprimir aire NO es analogo a bombear agua.
La primera diferencia no observamos, es que al comprimir aire esta se calienta. Esto no ocurre al bombear agua.
¿De donde ese calor? Como la energia ni se crea ni se destruye el calor del aire comprimido deben vernir del trabajo aportado.
Si medimos el calor veremos que es igual al trabajo aportado. ¿Que energía almacena entonces?
[/QUOTE]
En efecto Alb. Tienes toda la razón. Hay que olvidarse de la energía potencial.
Como he dicho en mi último post, lo único que hacemos al comprimir es aumentar su energía libre. Pero ojo, no su energía real. La energía libre solo indica la cantidad de calor (propio o del ambiente) que será capaz de transformar en trabajo útil cuando se descomprima espontáneamente (ΔG de la descompresión menor que 0).
Creo que la cosa es evidente, y no creo que se pueda explicar más claro por más que recurramos a ejemplos concretos. No hay que frustrarse por ello.
Un saludo
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 04/07/2006 16:11
Por: Paulino Cuevas
El potencial quimico existe.Para obtener la variación de presión en función de la altura en un campo gravitacional el comportamiento del potencial químico es la clave del problema.Las N,particulas de gas desplazadas una distancia en el campo gravitacional tienen su energia incrementada en la energia potencial gravitatoria.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 04/07/2006 16:27
Por: Alb
Perdon manu, se me habia pasado tu mensaje.
Completamente dea cuerdo con lo que dices, como no podia ser de otra forma. La TD no es cuestion de opiniónes.
Tambien estoy deacuerdo en que los conceptos son muy concisos y elegantes.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 04/07/2006 16:48
Por: mdensi
Los felicito por el estudio y la realización de las respuestas, estoy muy de acuerdo con eso de que: "no hay mas sordos, que los que no quieren oír"
Pero los invito muy ferviente a que visiten:
www.airenergycars.com
porque creo que en el tercer mundo tenemos buena parte de la solución al problema de la "Crisis energética"
Slds
Incluyo una fotografia de algo que ya tenemos terminado y que posiblemente comencemos a fabricar antes del coche. Dado que hablamos de un elemento sencillo, creo que tan solo hay que estudiar sus rendimientos y los interesados verán facilmente su viabilidad o no. En cuanto pueda adjuntaré los datos.
Miguel
<img src="http://www.mdi.lu/upload/rte/groupe_electrogene/gespot.jpg"></img>[/QUOTE]
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 04/07/2006 16:54
Por: mdensi
Los felicito por el estudio y la realización de las respuestas, estoy muy de acuerdo con eso de que: "no hay mas sordos, que los que no quieren oír"
Pero los invito muy ferviente a que visiten:
www.airenergycars.com
porque creo que en el tercer mundo tenemos buena parte de la solución al problema de la "Crisis energética"
Slds
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 04/07/2006 17:26
Por: telecomunista
Alb, manu qué proposición o implicación no entendéis del sistema lógico tan simple que describí? Además manu has apuntado que la entropía del aire disminuye al comprimirlo.
La solución a la APARENTE PARADOJA que planteáis es muy simple y hasta ahora a pasado desapercibida:
No se puede analizar el sistema obcecándose sólo en una parte de él, es decir, el aire que es comprimido , sino que hay que tener en cuenta qué ocurre con el aire del entorno que se expande y por tanto SE ENFRÍA.
Cuando realizas un trabajo W para comprimir un pistón es cierto que el aire del interior se calienta inicialmente una cantidad Q1=W PERO EL AIRE DEL EXTERIOR TAMBIÉN SE ENFRÍA UNA CANTIDAD Q2=W. Posterior mente el desequilibrio de temperaturas desaparece y el aire del interior DEVUELVE el calor al exterior pero EL DESEQUILIBRIO DE PRESIONES PREVALECE y por lo tanto continua almacenada la energía inicial aplicada al pistón W (sin considerar otras perdidas).
Podría decirse que el desequilibrio inicial de temperaturas es sólo un efecto colateral de la compresión del aire equilibrándose por si sólo.
Espero que os valga esta explicación por que si no tendréis que admitir que existe la magia o alguna fuerza desconocida en la naturaleza para poder explicar que el sistema almacene capacidad de realizar trabajo y por lo tanto energía.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 04/07/2006 19:35
Por: Bioargentino
NOOOOOOOOOO NOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO NNNNNNNNNNNNNNNNNNNOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO Y NOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
ALB; MANU: No es asi, y no se quien les paga para crear el caos en este foro, porque ningún ser humano sensato puede llevar tan a la larga una discusión así sin tener ni una pizca de razón.
EL AIRE, O MEJOR TODOS LOS GASES, ALMACENANA ENERGÍA CUANDO SE LOS COMPRIME
y EL AGUA SE CALIENTA CUANDO SE BOMBEA si no ¿ en que se transforma la energía que se pierde al bombear? ¿ desaparece?
Apliquen la termodinamica correctamente y dejen de fórmulas y fórmulas mal aplicadas.
Esto no se trata de puntos de vista, si a mi me parece o a tí te parece. Es una realidad que todos entendemos menos Alb y sus seguidores.
El ejemplo de las pelotitas chocandose entre sí es un exelente ejemplo pero para demostrar exactamente lo contrario de lo que dice Alb.
No quiero que se tomre como insulto pero lo que se está afirmando es totalmente descabellado.
Y el error parte de creer que Toda la energía que recibe un gas al comprimirse se transforma en calor.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 04/07/2006 19:48
Por: Kazbayadum
Hola a todos:
Sobre lo ultimo que dije. Me retracto bastante.
[QUOTE BY= Kazbayadum]
[...]
Bueno, aquí destacar que es el aire con el que estas trabajando en la compresión. Una vez entra en el deposito se homogeniza con el demás aire. Lo digo porque no piense que el deposito va a estar a 200ºC, que puede estarlo, pero lo normal es que se enfrie.
Sobre los calculos, solo decir que en la descompresion el aire se enfria al contrario que la compresion que se calienta. Y este aire frio, si se calienta de algun modo (quizas tienen algun metodo) aumenta considerablemente el rendimiento de descompresion, no? De hecho, esto tiene que ver con el siguiente punto.
[...]
[/QUOTE]
Quiero decir, que lo siento Alb, no debi poner en duda que hubieras tomado en cuenta esos detalles en tus calculos. Supongo que me apetecia hablar. En cualquier caso, lo retiro (pero no lo borro)
En cuanto a la energia del aire a presion, sigo opinando lo mismo. Te explicare mis motivos e intentare no repetir nada que este dicho ni decir, es obvio, porque no creo estar en posesion de la verdad absoluta.
Segun tengo entendido la Energia interna de algo (U) no tiene nada que ver con esto. Tenia entendido que es la energia maxima que se desprende al separar los electrones de los protones y convertirlos en particulas elementales y que es un indicador de la energia absoluta de esa estructura atomica y que se usa para calcular la energia de las reacciones y tal.
La presion sin embargo tiene mas que ver con la gravedad. Me explico.
La energia potencial generalmente esta relacionada con la altura a la que esta un objeto. Como todos sabemos se refiere a una energia acumulada debido a vencer la fuerza que hace la gravedad sobre el objeto. Evidentemente, el objeto, sea cual sea no tiene mucha gravedad. Ademas la gravedad es una caractistica con muy poca energia. Fijaros lo enorme que es la tierra y con un simple salto de vuestras piernas venceis la fuerza de la gravedad. Asi pues, es la Tierra quien hace fuerza sobre el objeto.
Como todos sabemos, si hubiera un agujero hasta el centro de la tierra y obviando ciertos detalles... pero basicamente un objeto en la superficie de la tierra tendria una energia potencial X mientras que en el centro de la Tierra tendria 0 de energia potencial, porque la Tierra no la atraeria (si obviamos que hay masa por todos lados). Creo que se entiende la similitud.
Entonces, partiendo de esto tenemos la Presion. Bien, la presion de 1atm que soportamos en la superficie de la Tierra, como bien sabemos, es debida al peso del aire que hay sobre nosotros (varios kilometros, creo). Esa presion, pues, esta relacionada con la gravedad. No?
Pues, bien. Yo creo que si tuvieramos un deposito, una habitacion con atmosfera 0 y abrieramos las puertas, inmediatamente todo el aire rellenaria el local. ¿por que? por la presion. ¿por que? por la atraccion de la tierra sobre el aire y porque el aire es un fluido.
Entonces lo que yo creo es que el aire a presion contiene una energia potencial o quizas una energia elastica, creo que en fisica las cosas pueden interpretarse de una forma y u otra obteniendo identicos resultados (como en muchos problemas). Asi que si es una Energia Potencial estariamos hablando del potencial en relacion con atmosfera 0, el trabajo que haria la atmosfera para descomprimir ese aire o que haria el aire para descomprimirse (lo mismo da decir que la piedra cae que la Tierra atrae a la piedra).
O bien, podemos considerar que el aire se comporta como un muelle, dado que es un gas y por tanto compresible. Si se comprime acumula ¿energia elastica?. el aire tiende a expanderse. Desprende calor, igual que un muelle al comprimirse y al igual que un muelle en funcion de la velocidad a la que lo comprimas desprende mas o menos calor. Si comparasemos un amortiguador mecanico con un amortiguador neumatico, creo que comprenderiamos que ambos almacenan energia (desde un punto e vista interpretativo) o que ambos se encuentran en unas condiciones inestables y que el entorno les aportara o les robara lo necesario para equilibrarse con el medio.
Esa es mi teoria. Si estoy equivocado, todavia no he entendido por qué. Porque ya se que las fueras a nivel de particula son gravitacionales, electromagneticos, nucleares debiles y nucleares fuertes. Pero a nivel macroscopico, considero que el aire a cualquier presion contiene una energia que la gravedad (en el caso de la tierra a 1 atm) o una fuerza mecanica (en el caso del aire a presion) ha hecho en contra de la energia electromagnetica de repulsion que mantenia a las moleculas separadas. Para compensar, los atomos se enfrian (creo, opino, intuyo, me parece) y de ese modo las moleculas de aire estan mas estables.
Se que no hay moleculas de aire, pero para diferenciar entre cuando hablo de particulas y cuando hablo del aire, lo he puesto asi.
Espero que se entienda. Termino con este final rapido porque me tengo que ir. Siento haber provocado este flame, lo siento mucho de veras.
Chao.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 04/07/2006 19:55
Por: manu
[QUOTE BY= telecomunista]
No es el aire en si el que almacena la energía sino su DIFERENCIA de estado con el aire del exterior , de ahí que se diga COMPRIMIDO.
[/QUOTE]
Telecomunista. He leido atentamente el post anterior tuyo donde describes un sistema lógico y creo que podríamos empezar a entendernos.
Estoy totalmente de acuerdo contigo en esta frase anterior.
[QUOTE BY= telecomunista]
Además manu has apuntado que la entropía del aire disminuye al comprimirlo.
La solución a la APARENTE PARADOJA que planteáis es muy simple y hasta ahora a pasado desapercibida:
[/QUOTE]
No. yo creo que sea paradójico. El hecho de que la entropía del aire disminuya al comprimirlo y la energía libre del proceso aumente no es paradójico. Es totalmente lógico. Lo único que indica es que la compresión nunca podría ocurrir espontaneamente
[QUOTE BY= telecomunista]
Cuando realizas un trabajo W para comprimir un pistón es cierto que el aire del interior se calienta inicialmente una cantidad Q1=W PERO EL AIRE DEL EXTERIOR TAMBIÉN SE ENFRÍA UNA CANTIDAD Q2=W.
[/QUOTE]
No. El aire exterior no se enfría en absoluto. Esa cantidad Q2 que mencionas no existe. En la compresión el aire exterior no cede calor ni se enfría. La energía que pasa al interior solo es debida al trabajo de compresión. No hay ningún intercambio térmico en ese proceso. Solo intercambio mecánico.
[QUOTE BY= telecomunista]
Podría decirse que el desequilibrio inicial de temperaturas es sólo un efecto colateral de la compresión del aire equilibrándose por si sólo.
[/QUOTE]
Aquí está la clave. Ese desequilibrio de temperaturas que provoca un intercambio posterior de calor no es un efecto colateral, sinó la madre del cordero.
Si tu ves el proceso globalmente, desde que se realiza el trabajo hasta que se ha establecido un equilibrio, verás que el aire del depósito recibe energía en forma de trabajo, para cederla luego al exterior en forma de calor. Es decir, el aire exterior gana calor neto.
El desequilibrio de presiones permanece, como tu bien dices. No solo eso; hay más cosas que han cambiado y permanecen: la energía libre del aire del depósito ha aumentado respecto al exterior (pero ojo con lo que significa ese concepto, el aire interior no acumula nada) y su entropía ha disminuido.
Con estas diferencias lo que el aire del depósito ha adquirido es la capacidad de convertir de nuevo el calor que que había cedido al exterior en trabajo durante la descompresión. Esta será el proceso exactamente inverso.
La energía que gastamos en la compresión queda acumulada en el ambiente hasta que hasta que vuelva a ser tomada por el gas en la descompresión.
Como ves no hay ningun tipo de magia en este asunto.
En fin, yo he leído atentamente tus post y analizado punto por punto porque pienso que es la unica manera de entenderse Espero tus críticas con un análisis similar, indicando donde están los fallos. Sinó esto se convierte en un diálogo de sordos.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 04/07/2006 20:03
Por: manu
[QUOTE BY= Bioargentino]
No quiero que se tomre como insulto pero lo que se está afirmando es totalmente descabellado.
Y el error parte de creer que Toda la energía que recibe un gas al comprimirse se transforma en calor.
[/QUOTE]
Vale bioargentino. No lo tomo como un insulto para nada. Pero te digo que toda la energía que recibe un gas al comprimirse se transforma en calor, ya sea dentro del gas o fuera. No es aconsejable sulfurarse mucho, porque despuès es peor.
Un saludo
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 04/07/2006 20:51
Por: Paulino Cuevas
[QUOTE BY= manu] [QUOTE BY= telecomunista]
No es el aire en si el que almacena la energía sino su DIFERENCIA de estado con el aire del exterior , de ahí que se diga COMPRIMIDO.
[/QUOTE]
Telecomunista. He leido atentamente el post anterior tuyo donde describes un sistema lógico y creo que podríamos empezar a entendernos.
Estoy totalmente de acuerdo contigo en esta frase anterior.
[QUOTE BY= telecomunista]
Además manu has apuntado que la entropía del aire disminuye al comprimirlo.
La solución a la APARENTE PARADOJA que planteáis es muy simple y hasta ahora a pasado desapercibida:
[/QUOTE]
No. yo creo que sea paradójico. El hecho de que la entropía del aire disminuya al comprimirlo y la energía libre del proceso aumente no es paradójico. Es totalmente lógico. Lo único que indica es que la compresión nunca podría ocurrir espontaneamente
[QUOTE BY= telecomunista]
Cuando realizas un trabajo W para comprimir un pistón es cierto que el aire del interior se calienta inicialmente una cantidad Q1=W PERO EL AIRE DEL EXTERIOR TAMBIÉN SE ENFRÍA UNA CANTIDAD Q2=W.
[/QUOTE]
No. El aire exterior no se enfría en absoluto. Esa cantidad Q2 que mencionas no existe. En la compresión el aire exterior no cede calor ni se enfría. La energía que pasa al interior solo es debida al trabajo de compresión. No hay ningún intercambio térmico en ese proceso. Solo intercambio mecánico.
[QUOTE BY= telecomunista]
Podría decirse que el desequilibrio inicial de temperaturas es sólo un efecto colateral de la compresión del aire equilibrándose por si sólo.
[/QUOTE]
Aquí está la clave. Ese desequilibrio de temperaturas que provoca un intercambio posterior de calor no es un efecto colateral, sinó la madre del cordero.
Si tu ves el proceso globalmente, desde que se realiza el trabajo hasta que se ha establecido un equilibrio, verás que el aire del depósito recibe energía en forma de trabajo, para cederla luego al exterior en forma de calor. Es decir, el aire exterior gana calor neto.
El desequilibrio de presiones permanece, como tu bien dices. No solo eso; hay más cosas que han cambiado y permanecen: la energía libre del aire del depósito ha aumentado respecto al exterior (pero ojo con lo que significa ese concepto, el aire interior no acumula nada) y su entropía ha disminuido.
Con estas diferencias lo que el aire del depósito ha adquirido es la capacidad de convertir de nuevo el calor que que había cedido al exterior en trabajo durante la descompresión. Esta será el proceso exactamente inverso.
La energía que gastamos en la compresión queda acumulada en el ambiente hasta que hasta que vuelva a ser tomada por el gas en la descompresión.
Como ves no hay ningun tipo de magia en este asunto.
En fin, yo he leído atentamente tus post y analizado punto por punto porque pienso que es la unica manera de entenderse Espero tus críticas con un análisis similar, indicando donde están los fallos. Sinó esto se convierte en un diálogo de sordos.[/QUOTE]
Lo siento amigos pero si sabia poco de termodinámica,al dia de hoy ya no tengo ni puñetera idea.
Comentas que la entropia disminuye,bueno pues existe una ecuación conocida como ecuación de Sackur-Tetrode para la entropia de una gas monoatómico que es;N (Lg.cVq+5/2) donde N,es el numero de atomos,c=concentración,Vq=volumen cuantico,por lo tanto si la concentración aumenta la entropia tambien lo hace.
Luego tenemos el camino de descompresión,como sabeis los caminos pueden ser distintos para llegar al final.Si la compresión fué adiabatica debemos calentar el aire a su temperatura final si deseamos una expansión adiabatica,de lo contrario el resultado final no sera el mismo.Si efectuamos una isotérmica,cojeremos energia de los alrededores,pero el trabajo obtenido sera menor que el adiabatico, y si se realiza una adiabatica,tambien el trabajo sera menor, por qué la diferencia de entalpias sera menor que en la compresión adiabatica primera.Estos conceptos de la termodinámica tienen que estar muy claros desde el principio de lo contrario nos perderemos en el laberinto.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 05/07/2006 01:54
Por: Alb
Telecomunistas, tu razonamiento se cae en la primera linea:
Una cosa es la energía que tiene el sistema y otra diferente el trabajo util que podemos extraer del mismo.
Que un sistema pueda producir trabajo no significa que tenga mas energia que otro.
El ejemplo mas secillo lo tenemos en el aire comprimido que tiene la misma energía que a presión atmosferica, pero a diferencia de este puede producir trabajo.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 05/07/2006 02:19
Por: Alb
[QUOTE BY= Bioargentino]
EL AIRE, O MEJOR TODOS LOS GASES, ALMACENANA ENERGÍA CUANDO SE LOS COMPRIME
[/QUOTE]
He explicado por que no almacena energia, tanto desde el punto de vista microscopico(Teoria cinetica del gas, movimientos de particulas libres sin interaccion) como macroscopico(Comportamiento termico del gas)
He apoyado mis explicaciones con las ecuaciones matematicas que describen estos procesos, he puesto ejemplos, y he remitido a libros y cursos de termodinamica.
Pero supongo que estare equivocado ya que has empleado MAYUSCULAS para demostrar lo contrario
y EL AGUA SE CALIENTA CUANDO SE BOMBEA si no ¿ en que se transforma la energía que se pierde al bombear? ¿ desaparece?
Claro que se pierde parte de la energia aportada al agua en forma de calor, ya que el rendimiento no es del 100%. Pero en el caso del gas se pierde TODA la energia.
Se ve mas claro en la expansión, Si turbinamos el agua esta tambien se calienta,¿Por que si expandimos un gas se enfria?
Apliquen la termodinamica correctamente y dejen de fórmulas y fórmulas mal aplicadas.
¿Por que estan mal aplicadas donde esta el error?
El ejemplo de las pelotitas chocandose entre sí es un exelente ejemplo pero para demostrar exactamente lo contrario de lo que dice Alb.
¿Por que demuestra lo contrario?¿Donde ves el potencial de presion?
Y el error parte de creer que Toda la energía que recibe un gas al comprimirse se transforma en calor.
Vuelves a repetirlo una vez mas, esta vez en minusculas, pero no dices porque piensas asi.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 05/07/2006 03:25
Por: Alb
Lo explico por ultima vez.
El
1er principio de la TD[*14] , que es valido para cualquier sistema afirma:
DU=Q-W [1]
O dicho de otra forma, todo el trabajo(W) que se aplique a un sistema se acumula en forma de energía interna(DU) o se disipa en forma de calor(Q).
En un gas que no sufra reacciones quimicas, DU solo depende de la temperatura ya que no existen interacciones entre las particulas y viene dado por la ecuacion
DU=n·Cv(T2-T1) [2]
Hay infinitas formas de comprimir un gas, pero hay dos procesos limites:
*Compresion Isoterma[*16] :
La temperatura se mantiene constante durante todo el proceso. T2=T1=T
Luego [2] => DU=nCv(T-T)=0
[1] => 0= Q-W =>
Q=W
Es decir TODO el trabajo suministrado se transforma en forma de calor.
*
Compresion Adiabatica:[*17]
No hay intercambio de calor con el exterior Q=0
Luego [1]=> DU=-W
[2] =>n·Cv(T2-T1)=-W
Es decir, que toda el trabajo aportado se destinado a elevar la temperatura del gas hasta T2. El gas acumula energía pero lo hace en forma de energia termica, no en energia potencial de presion(tipo de energia que NO existe).
Si dejamos que el sistema se enfrie hasta su temperatura inicial(T1) el calor cedido al exterior vendra dado por:
Q=n·Cv(T1-T2) [3]
Combinando [2] y [3] tenemos que
Q=W
Es decir, que cuando el sistema alcanza el equilbrio termico, todo el trabajo aportado se desprende en forma de calor y por tanto el aire dentro del tanque poseé la misma energía que la que poseia fuera. No se almacena energía.
No hay discución posible. No tiene cabida la Polemica. No es cuestion de opinion o interpretaciónes. No es una cuestion semantica.
Un gas NO acumula energía en forma de presión.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 05/07/2006 03:50
Por: manu
[QUOTE BY= Paulino Cuevas]
Luego tenemos el camino de descompresión,como sabeis los caminos pueden ser distintos para llegar al final.Si la compresión fué adiabatica debemos calentar el aire a su temperatura final si deseamos una expansión adiabatica,de lo contrario el resultado final no sera el mismo.Si efectuamos una isotérmica,cojeremos energia de los alrededores,pero el trabajo obtenido sera menor que el adiabatico, y si se realiza una adiabatica,tambien el trabajo sera menor, por qué la diferencia de entalpias sera menor que en la compresión adiabatica primera.Estos conceptos de la termodinámica tienen que estar muy claros desde el principio de lo contrario nos perderemos en el laberinto.
[/QUOTE]
Respecto a esta parte suscribo punto por punto.
[QUOTE BY= Paulino Cuevas]
Lo siento amigos pero si sabia poco de termodinámica,al dia de hoy ya no tengo ni puñetera idea.
Comentas que la entropia disminuye,bueno pues existe una ecuación conocida como ecuación de Sackur-Tetrode para la entropia de una gas monoatómico que es;N (Lg.cVq+5/2) donde N,es el numero de atomos,c=concentración,Vq=volumen cuantico,por lo tanto si la concentración aumenta la entropia tambien lo hace.
[/QUOTE]
Paulino Cuevas, yo sí creo que todos los que hablamos aquí tenemos mucha idea (al contrario que alguno que piensa que los que le llevan la contraria son "entendidos de tres al cuarto" -sic.-)
Estoy empezando a pensar que si acompañara mis razonamientos con palabras en mayúsculas y expresiones como "no teneis ni idea", "que burradas estais diciendo" o "esto está lleno de entendidos" etc etc. quezá resultaría más convincente, no sé, no sé alo mejor pruebo.
Conozco muy bien la ecuación de Sackur-Tetrode que se puede escribir como: S = N*(LgZ+5/2) siendo Z la función de partición del gas ideal. Otra forma de escribirla es S = N*Lg v*T(3/2))+S0 (lease T(3/2) como T elevado a 3/2), siendo S0 (S sub 0) una constante que engloba todas las demás y v el volumen por molécula.
Si un gas se comprime pongamos a la mitad de su volumen y la temperatura final es la misma que la inicial (una vez reestablecido el equilibrio) el volumen por molécula inicial 2v se reduce a la mitad v, y la variación de entropía del gas será ΔS = -N * Lg 2 <0. Es normal que la entropía del gas disminuya al comprimirlo puesto que el proceso no ocurre espontáneamente.
Para la descompresión lo mismo pero a la inversa (espontáneo
Esto me sirve para recordar los problemas de termodinámica que resolvía hace muchos años (desgraciadamente para mi cuerpo aunque tampoco soy tan viejo)
Teneis que leer los post con calma, o mejor dicho simplemente leerlos. Si uno está "a la que salta", lo único que lee es el nombre del "enemigo" en el título y automáticamente abandona y pasa "al ataque". Así esto se convierte en una sucesión de monólogos.
Teneís de decir donde exactamente están esos fallos tan terribles e insoportables que hacen que os deis cabezazos contra la pared.
Insisto una vez más en que ya se que todos sabeis (sabemos )mucho y no minusvaloro a nadie en absoluto pero hasta los premios Nobel discuten por diferencias de opinión.
Un saludo caballeros
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 05/07/2006 04:33
Por: manu
¿Tan difícil es esto de entender?
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 05/07/2006 06:27
Por: mockba
Una cosa que me gustaría saber es quien de este foro ha tratado de plasmar en la realidad algun proyecto con aire comprimido como vector energético... ¿Quién ha tratado de aprovechar la corriente de un rio o los vientos de su comunidad para comprimir aire y ha tratado de medir el fenómeno para determinar su rendimietno energético?...
Si alguien en el foro ha experimentado esto, se le pide de la manera más atenta que aporte la anécdota y experiencias particulares como un recurso que otros podríamos usar para colectar datos y relizar investigaciones propias...
Gracias... saludos...
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 05/07/2006 08:13
Por: Paulino Cuevas
Estamos dando vueltas sobre el mismo lugar.Para manu:La reducción de entropia en la isotérmica esta relacionada con un sistema aislado.Si comprimes un gas y lo introduces en un volumen constante,la entropia del "sistema" aumenta.Utiliza la formula y lo entenderas.
Alb:Cuando enfrias a volumen costante,no extraes el trabajo de compresión,te falta el producto PxV.
Enfriamiento a volumen costante= Cv (T1-T2).La presión desciende P(T2/T1)
Para extraer todo la energia del trabajo de compresión (adiabatica) el enfriamiento a de ser a presión costante:
Q= Cp (T2-T1).Este ultimo razonamiento es lo que nos lleva a pensar en lo siguiente:Si el gas se ha enfriado a volumen constante (el calderin no puede contraerse),el proceso es irreversible y por tanto el gas ha perdido una parte se su capacidad para realizar trabajo.El gas a sufrido un cambio de estado irreversible.
En cuanto a mockba,tego que decirle que los que hemos realizado alguna instalación de aire comprimido,de pequeñas turbinas hidraulicas..etc.no hemos tenido necesidad de profundizar tanto en la termodinámica,es todo mas sencillo que todo esto.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 05/07/2006 09:30
Por: Kazbayadum
Hola Alb:
Pero es que esto no lo entiendo.
[QUOTE BY= Alb] Lo explico por ultima vez.
El
1er principio de la TD[*14] , que es valido para cualquier sistema afirma:
DU=Q-W [1]
O dicho de otra forma, todo el trabajo(W) que se aplique a un sistema se acumula en forma de energía interna(DU) o se disipa en forma de calor(Q).
En un gas que no sufra reacciones quimicas, DU solo depende de la temperatura ya que no existen interacciones entre las particulas y viene dado por la ecuacion
DU=n·Cv(T2-T1) [2]
[/QUOTE]
Si aplicas un trabajo sobre un contenedor de aire comprimido y lo elevas a 500metros de altura... todo el trabajo se transforma en energia interna o calor?
El gas no sufre reacciones quimicas. ¿Entonces DU solo depende de la Temperatura?
Dime en que me equivoco, por favor.
Chao
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 05/07/2006 12:35
Por: telecomunista
Manu ,Alb.
Esto:
1-Capacidad de realizar trabajo útil =>(implica) energía
Significa que para realizar trabajo útil es necesaria energía.
Esto no lo podeis negar ¿Verdad?
No es lo mismo que esto:
2- Energía => Capacidad de realizar trabajo útil.
Lo cual estoy de acuerdo en que no siempre se da.
Por eso no se puede decir que si tenemos energía tenemos capacidad de realizar trabajo útil, pero si se puede decir que si tenemos capacidad de realizar trabajo tenemos energía.
Manu. Me equivoque en la solución que explique por que me di cuenta que no era coherente con lo que ocurre si comprimimos un gas en el vacío pero es que la solución es aún mas simple.
Vosotros afirmáis que meter aire comprimido en un tanque no almacena energía. Esto es como decir que si metemos gasolina en un tanque no almacenamos energía.
1-Es cierto que el trabajo gastado en meter el gas en un tanque se va toda si la temperatura del tanque se equilibra con la del exterior.
2-Pero hemos metido energía en el tanque. Como vosotros explicáis el aire tenia en el exterior una energía interna. Al meterlo en el tanque hemos metido su energía interna en él.
Resumiendo:
Meter aire en un tanque nos cuesta trabajo W . Si el tanque no está aislado perderá bastante rápido el incremento en energía interna que ha producido ese trabajo. Pero la energía interna que tenía el gas en el exterior , ahora esta dentro del tanque y es útil.
Es una falacia (o una imprecisión gorda) decir que si metemos gas en un tanque no metemos energía puesto que como mínimo siempre contiene la energía interna que tenía en el exterior.
Al meter aire en un tanque estamos metiendo también la energía interna que contiene y además esta se convierte en útil, cosa que en el exterior no lo era.
POR LO TANTO EL SISTEMA ALMACENA ENERGIA
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 05/07/2006 13:48
Por: manu
[QUOTE BY= Paulino Cuevas]
Estamos dando vueltas sobre el mismo lugar.Para manu:La reducción de entropia en la isotérmica esta relacionada con un sistema aislado.Si comprimes un gas y lo introduces en un volumen constante,la entropia del "sistema" aumenta.Utiliza la formula y lo entenderas.
[/QUOTE]
Gracias por contestar Paulino. Tu consideras el depósito como sistema abierto que tiene una ganancia de masa en el proceso de compresión. Si es así, estoy totalmente de acuerdo, como no podía ser de otra forma. La entropía la entropía en el interior del contenedor al final es mayor que al principio por el simple hecho de contener más moléculas. No es necesario recurrir a cálculos ya que se ve de manera intuitiva. Pero no es eso lo que yo digo. Observa atentamente el siguiente esquema (siento tanto esquema, pero es que ayuda a expresarse con claridad):
Como ves, la entropía inicial del sistema aislado es mayor que la entropía solo del depósito; de ahí que diga que la entropía del sistema disminuye. Consideramos sistemas distintos (supongo que y te habrías dado cuenta).En rigor los dos pùntos de vista son extactamente equivalentes.
¿Porque yo prefiero razonar con un sistema aislado? porque todo se vuelve mas sencillo e intuitivo, al poderse comparar con un gas encerrado por un émbolo. Así se suelen estudiar clásicamente los sistemas en termodinámica de los gases.
Pero lo más importante de todo esto es que vale también para CUALQUIER FUNCIÓN DE ESTADO (entalpía etc).
Por último, lo mas importante: Si consideras el sistema aislado formado por el gas del contenedor mas el gas exterior a comprimir, verás que en la compresión (calcúlalo o lee un post anterior mío), la ENERGÍA LIBRE AUMENTA.
Esa ΔG>0 es la que hace que "el universo" (el conjunto del depósito y el ambiente) tenga más capacidad de convertir calor en trabajo útil que antes de la compresión. Lo que vosotros llamais DIFERENCIA DE POTENCIAL no es otra cosa que energía libre positiva asociada al proceso. Y este "universo" nos transformará de nuevo calor en trabajo de forma espontánea (ΔG de la descompresión menor que 0).
A la misma conclusión se llegaría considerando, como tu haces, el deposito como sistema abierto. No lo he intentado porque se me antoja que tiene que ser mas complicado.
Aunque la siguiente cuestión era para alb, si debo decir que las cantidades Q y W son diferentes en el caso isotermo y adiabático. quizá debería haberles puesto subíndices distintos. Pero lo de que el gas ha sufrido un ¿cambio de estado irreversible?. Paulino todas sus funciones de estado final son las mismas en caso que en otro, pero bueno, que te conteste él. Lo único que "cambia" es la energía libre del universo.
En fín, que lo aclare Alb.
Un saludo
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 05/07/2006 14:04
Por: jprebo
Alb:
Si medimos el calor veremos que es igual al trabajo aportado. ¿Que energía almacena entonces?
DU=Q-W=0
Entiendo que DU es la diferencia entre Q y W, por lo tanto si W es el trabajo que hemos empleado en el compresor y el resultado es 0, nos falta saber cual es el valor de Q interno en el tanque a presión, así que si W=Q y Q se ha perdido en el ambiente, dentro del tanque nos queda -Q(entiendase Q como calorias por volumen, no como temperatura) por lo que he de darte otra vez la razón, la energía interna (calorias por masa) no aumenta, si no que disminuye y es al expandirse cuando recupera (absorviendo) la energía perdida.
¿recuerdas?
W=P0*V0*Ln(V0/V1)*0,02777
Ln(V0/V1) dá negativo.
Lo que me lleva a la conclusión de que para los gases:
La temperatura se vé directamente afectada por la densidad de calorias en un volumen independientemente de su masa, por eso, el calor especifico de los gases se toma como referencia una masa a presión constante independientemente del volumen que ocupa (0,24 para el aire)
Por lo tanto Alb, vuelve a tener razón, la energía que desarrolla un depósito a presión, es debido al incremento de densidad por volumen, no por su energía, aunque digamos que tiene energía, realmente lo que tiene es un desequilibrio de densidad de masa por volumen con respecto al exterior.
¿a que tampoco he acertado ahora....?
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 05/07/2006 14:17
Por: Alb
Telecomunista,
Claro que es necesario que exista energía para producir trabajo, pero no es necesario que haya mas energía.
Un sistema capaz de producir trabajo no tiene por que tener mas energia que uno sin dicha capacidad.
El aire a baja presión tiene la misma energía que el aire a presion elevada.
Como la energia interna del aire viene dada por U=n·Cv.T, donde n es el numero de moles(Cantidad de manteria) entoces si tienes mas aire tienes mas energia interna.
Pero lo que llevo afirmando y explicando a lo largo de todos estos esteriles mensajes es que, el aire dentro y fuera del tanque tiene la misma energia.
Si lo que se busca es acumular energía interna mediante la acumulacion de aire. La mejor opción seria hacerlo a presion atmosferica dentro de un globo.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 05/07/2006 14:22
Por: telecomunista
1-El aire tiene energía. ¿OK?
2-Si metemos mucho aire en un tanque => metemos mucha energía en ese tanque. ¿OK?
3-Estamos almacenando mucho aire en el tanque => estamos almacenando mucha energía en el tanque. ¿OK?
4-Al meter el aire en el tanque a presión su energía se convierte en útil para mover un pistón , cosa que antes no lo era. ¿OK?
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 05/07/2006 14:27
Por: manu
[QUOTE BY= telecomunista]
1-Es cierto que el trabajo gastado en meter el gas en un tanque se va toda si la temperatura del tanque se equilibra con la del exterior.
2-Pero hemos metido energía en el tanque. Como vosotros explicáis el aire tenia en el exterior una energía interna. Al meterlo en el tanque hemos metido su energía interna en él.
Resumiendo:
Meter aire en un tanque nos cuesta trabajo W . Si el tanque no está aislado perderá bastante rápido el incremento en energía interna que ha producido ese trabajo. Pero la energía interna que tenía el gas en el exterior , ahora esta dentro del tanque y es útil.
Al meter aire en un tanque estamos metiendo también la energía interna que contiene y además esta se convierte en útil, cosa que en el exterior no lo era.
POR LO TANTO EL SISTEMA ALMACENA ENERGIA
[/QUOTE]
Si telecomunista. Das en el clavo con lo que planteas. es evidente que después de la compresión queda una diferencia de "algo" entre el exterior y el interior. Pensando en ello me di cuenta de que ese algo, que llamabais diferencia de potencial, no es más que la energía libre del proceso. Despues de la compresión e intercambio de calor con el ambiente, "el universo" (osea, el conjunto de ambiente y depósito) tiene más capacidad de transformar calor ambiental en trabajo que antes, porque su energía libre aumenta. Calcúlalo considerando el sistema cerrado y veras que es así (si consideras exclusivamente el depósito como sistema abierto que recibe masa el más complicado, pero tambien llegas a la misma conclusión). esa ΔG el el equivalente termodinámico a una diferencia de potencial. Se transformará ESPONTÁNEAMENTE calor ambiental en trabajo en la descompresión (ΔG<0). En otras palabras, no es el gas el que almacena energía real, sino el universo (todo el conjunto) el que "almacena" energía libre o si preferís "diferencia de potencial" pero con comillas.
Vaya, parece que entre todos vamos aclarando la cuestión.
Un saludo.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 05/07/2006 14:37
Por: telecomunista
Alb, pero al almacenarlo en un globo a presión atmosférica la energía no es aprovechable.
Por mi parte el tema a quedado aclarado. A sido agradable discutir (en el buen sentido) con vosotros el problema.
Un saludo.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 05/07/2006 14:57
Por: manu
Telecomunista, lo mismo te digo.
Un saludo
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 05/07/2006 15:22
Por: Alb
jprebo.
Por lo poco que he entendido tu mensaje, creo que tu error viene de confundir calor con energia termica.
No tiene sentido hablar de "Q interno". El calor es el intercambio de energia entre dos sistemas originado por una diferencia de temperaturas.
U es la energia interna, que en el caso de un gas en el que no hay reaccion quimica y como el potencial de presion no existe. U es la energia termica, es decir la energia de un cuerpo por estar a una determinada temperatura. Como puedes ver es diferente al calor.
No entiendo de donde sacas que la energia interna dismuye. Si la cantidad dada como trabajo es la misma que la que se pierde como calor. Entonces DU=0
No entiendo porque te complicas la vida calculado la densidad de calorias por volumen.
Telecomunista.
Correcto lo que dices.
Solo hay dos pegas
1)No es la cuestion que debatiamos.
La cuestion debatida es si el aire almacena o no el trabajo aportado por el compresior. Y la respuesta es NO, ya que todo el trabajo se disipa como calor y el aire en el interior del tanque tiene la misma energia que en el exterior
2) La cuestion que planteas es irrelevante.
Es irrelevante la cantidad absoluta de energia que contenga el tanque, lo que interesa es la variacion de dicha energia.
Por ejemplo, el agua del mar tiene energia potencial, ya que esta situacia a cierta distancia del centro de la tierra.
Si bombeamos mucha agua hasta un deposito situado al nivel del mar, el deposito almacenará mucha energia potencial.
¿Estamos almacenando la energía del bombeo del agua?
Lo que interesa saber es como varia la energia del agua o del aire, y no la cantidad absoluta de energia en el interior del tanque.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 05/07/2006 16:21
Por: telecomunista
Alb , en tu ejemplo del agua no se produce ningún cambio de estado que permita aprovechar su energía.
En el caso del tanque con aire a presión sí que se ha producido un cambio de estado en él que permite convertir en útil la energía que en el exterior no lo era.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 06/07/2006 00:17
Por: Kazbayadum
¿Por que se me ignora? Soy el culpable de este terrible flame al que me gustaria poner fin.
¿Todas vuestras teorias y formulas son aplicables al hecho de cambiar el contenedor de altura? Tambien aumenta la energia interna? la entropia? o lo que sea?
Gracias. Me gustaria resolver mis dudas con vuestra ayuda.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 06/07/2006 01:04
Por: jprebo
[QUOTE BY= Alb] jprebo.
Por lo poco que he entendido tu mensaje, creo que tu error viene de confundir calor con energia termica.
No tiene sentido hablar de "Q interno". El calor es el intercambio de energia entre dos sistemas originado por una diferencia de temperaturas.
[/QUOTE]
¿Confundo calor con energía termica?, vaya por dios, donde tendria yo la cabeza.
El calor (o calorias) que cede el sistema, se origina por una diferencia de temperaturas (de acuerdo), dicha diferencia de temperatura es producida por introducir mas cantidad de calorias en menos espacio (reduciendo el volumen de aire inicial), hecho que hace incrementar la T. y al incrementarse la T cede calor (calorias) al medio hasta equilibrarse con este, quiere decir que la cantidad de calorias/masa en el interior del tanque es menor aunque su temperatura sea igual, por lo tanto su energía termica total (calorias/masa) disminuye en la misma proporción que la cantidad de energía termica (calorias) que ha salido al medio ambiente. Por lo tanto, aunque la energía termica capaz de realizar trabajo sea 0 por estar en equilibrio con el medio, al espandirse el gas, recupera las calorias pudiendose recuperar la energía empleada en su compresión (en condiciones perfectas).
No entiendo porque te complicas la vida calculado la densidad de calorias por volumen.
Por que estoy convencido que ahí está la clave. al haber un desequilibrio de masa por volumen entre el tanque y el exterior, al realizar la expansión, recuperará el equilibrio entre calorias y masa con el el entorno.
Un ejemplo de como la masa tiende a buscar el equilibrio de fuerzas, ya sé que no es lo mismo, pero creo que ayudará a entenderlo.
Tenemos un oceano de agua liquida y pura a 0º, metemos un icerber de agua congelada a 0º, el iceber sobresale por diferencia de densidad, relacionada con la proporción de calorias/masa que es diferente entre el hielo y el agua, de la misma forma que lo es entre el tanque y el exterior, cuando el iceber vaya absorbiendo calorias, la parte flotante buscará estar al mismo nivel que el agua líquida según se vaya descongelando, es decir absorviendo calorias, por lo tanto incrementando su densidad de calorias/masa.
Ademas, yo ya me conformo con la ayuda que me distes y yo te agradezco, si la formula: W=P0*V0*Ln(V0/V1)*0,02777 es válida para saber qué potencia puede entregar un depósito, a mí ya me vale, aunque no entienda el razonamiento de la termodinamica que intentais hacernos comprender y lo agradezco tambien, pero veo que soy negado para eso.
Kazbayadum:
Si te refieres a que si varia la energía aprovechable de un tanque a presión con referencia a la altura, te diré que sí, pero elevar el tanque para ganar energía extraible, te costará mucha mas energía que la que vas a ganar, por ejemplo, si cojes una botella vacia (llena de aire ambiente) y le pones un tapón, cojes la lanzadera espacial y llegas a la estación alfa, al darte un garbeo por el espacio, veras que la botella tiene 1 atmosfera de presión, cosa que no podias medir en tierra al estar en equilibrio las presiones interior y exterior, lo mismo si esa botella la cierras en la playa y luego la abres en la cumbre del everets (suponiendo que encontrases la misma temperatura en ambos sitios, dado que lo que podrias ganar por presión en la botella, lo perderias por diferencia termica.)
PD:
La diferencia de presion entre la playa y la cumbre del everets es de aproximadamente 1/3. por lo que la presión de la botella te marcaria 0,33 atmosferas mientras que en la playa te marcaria 0.
Un saludo.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 06/07/2006 01:13
Por: Kazbayadum
Lo siento, no me referia a nada de eso. Lee el anterior mensaje. Lo que yo digo es que la energia se acumula en forma de energia potencial. Lee mis ultimos dos mensajes, creo que son.
Comparo la energia potencial que gana un deposito al cambiarlo de altura con la diferencia de energia potencial (segun mi modo de ver es energia potencial) de la presion introducida en el deposito. Intento explicar que si lo que dijeramos es que elevamos el deposito "x" metros y lo dejaramos caer, todo el mundo diria, tenia acumulada energia potencial (evidentemente la energia que mueve el deposito hacia abajo es la que hace la Tierra sobre el objeto) y creo que nadie hablaria de energia interna, que a mi modo de ver es otro tema que no esta relacionado con esto.
Por eso pregunto de nuevo que si elevamos el tanque de altura... ¿aumenta la energia interna? (a temperatura constante y suponiendo la misma o parecida gravedad en ambos puntos, ¿vale?). Creo que todo el mundo dirá que no, que la energía interna permanece constante, espero.
"Y hasta aqui puedo leer" que decian en el 1 2 3. Espero una respuesta por parte de Alb principalmente.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 06/07/2006 06:40
Por: manu
[QUOTE BY= Kazbayadum]
Por eso pregunto de nuevo que si elevamos el tanque de altura... ¿aumenta la energia interna? (a temperatura constante y suponiendo la misma o parecida gravedad en ambos puntos, ¿vale?). Creo que todo el mundo dirá que no, que la energía interna permanece constante, espero.
"Y hasta aqui puedo leer" que decian en el 1 2 3. Espero una respuesta por parte de Alb principalmente.
[/QUOTE]
Kabazayadum: la energía interna no aumenta si elevamos el tanque pero la energía potencial sí, porque el aire cambia de altura. Pero cuando tu comprimes el gas, sin moverlo a ningún sitio, lo que aumenta del gas es la energía térmica interna del aire, pero no la energía potencial porque no cambia de altura.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 06/07/2006 08:21
Por: jprebo
ok, Kazbayadum, aparte de lo que te resopnda Alb, si consideras el depósito de aire comprimido como masa (depósito + aire a presión), ganas energía potencial, pero el aire comprimido en su interior no gana nada ya que te entregará la misma capacidad de trabajo a cualquier altura (excepto variación barometrica de la presión atmosferica).
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 06/07/2006 11:02
Por: manu
[QUOTE BY= jprebo]
¿Confundo calor con energía termica?, vaya por dios, donde tendria yo la cabeza.
[/QUOTE]
Jprebo: el calor es energía térmica en tránsito entre dos sistemas igual que la lluvia es agua en transito entre nubes y tierra. No decimos que un sistema contiene calor sinó energía interna, igual que no decimos que las nubes contienen lluvia sinó agua.
Aún así la lluvia es agua y las nubes también. No te enfades; esto es una tontería (je, je)
Es verdad que podemos decir que un gas contiene x calorías y eso suena a que contiene calor. Esta forma de hablar proviene de los inicios de la termodinámica, cuando no se tenía claro qué era el calor, y se invento una unidad específica para él y así poder medir los intercambios térmicos (fíjate que en la definición de caloría para nada interviene la palabra energía) Cuando se estableció la equivalencia entre energía y calor, este término pasó a designar a la energía térmica que pasaba de un cuerpo a otro.
Hoy día en termodinámica se dice que un sistema cede o gana calor pero no que tiene calor, y la caloría tiende a desaparecer, por innecesaria, quedando el julio como unidad de energía universal.
[QUOTE BY= jprebo]
El calor (o calorias) que cede el sistema, se origina por una diferencia de temperaturas (de acuerdo), dicha diferencia de temperatura es producida por introducir mas cantidad de calorias en menos espacio (reduciendo el volumen de aire inicial), hecho que hace incrementar la T. y al incrementarse la T cede calor (calorias) al medio hasta equilibrarse con este, quiere decir que la cantidad de calorias/masa en el interior del tanque es menor aunque su temperatura sea igual, por lo tanto su energía termica total (calorias/masa) disminuye en la misma proporción que la cantidad de energía termica (calorias) que ha salido al medio ambiente.
Por lo tanto, aunque la energía termica capaz de realizar trabajo sea 0 por estar en equilibrio con el medio, al espandirse el gas, recupera las calorias pudiendose recuperar la energía empleada en su compresión (en condiciones perfectas).
[/QUOTE]
Terminologías aparte, tienes razón en todo eso aunque no hace falta hablar para nada de la masa. Es lo que llevábamos diciendo desde el principio.
[QUOTE BY= jprebo]
Por que estoy convencido que ahí está la clave. al haber un desequilibrio de masa por volumen entre el tanque y el exterior, al realizar la expansión, recuperará el equilibrio entre calorias y masa con el el entorno.
[/QUOTE]
Sí. Lo que dices es que hay un desequilibrio de densidad (masa por volúmen). ¿Y como se traduce eso en términos de energía? : Pues se traduce en energía libre, que es la energía térmica del aire ambiental que el gas transformará en trabajo cuando se expanda.
Ejemplo: Si gastamos 1000 julios en comprimir un mol de aire adiabáticamente y su temperatura aumenta en 10ºK. la energía interna, entalpía y la energía libre aumentarán:
a. Compresión adiabática:
-Energía interna: ΔU = W = 1000 J
-Entalpía: ΔH =ΔU + RΔT = 1000 + 8,314*10 = 1083,14 J
-Energía libre: ΔG = ΔH - Q = 1083.14 - 0 = 1083,14 J (ya que aún no ha habido intercambio térmico. Q = 0.)
En el reequilibrio de temperaturas el gas cede una cantidad Q = -1000 julios al aire exterior. Su energía interna y su entalpía vuelven a quedarse como estaban, pero la energía libre de Gibbs no se pierde el todo, y su entropía disminuye al ceder calor:
b. Reequilibrio de temperaturas (balance final):
-Energía interna ΔU = 0 ya que la energía interna vuelve a ser la misma.
-Entalpía: ΔH = ΔU + RΔT = 0 + 0 = 0 ya que la temperatura vuelve a ser la misma que al inicio y ΔT=0.
-ENERGÍA LIBRE: ΔG = ΔH - Q = 0 -(- 1000)= 1000 J.
Por lo tanto, energía libre y entropía, que son dos funciones de estado, cambian depués del proceso aunque se hayan equilibrado las temperaturas. El gas ya no esta igual que al principio termodinámicamente.
Esta energía libre es el potencial que el gas ha adquirido para transformar calor en trabajo. El ser positiva, indica que el proceso de compresión no es espontáneo. Cuando se descomprima tendrá el mismo valor pero negativo y el gas perderá su energía libre.
De hecho, telecomunista ha dado el tema por aclarado: Aunque la energía libre no es energía potencial propiamente dicha, sí significa un "potencial" termodinámico.
Un saludo.
Similitud
Enviado en: 06/07/2006 12:26
Por: Kazbayadum
Hola a todos
Bueno, pues si todos estamos de acuerdo en que si un contenedor (aire + contenedor) elevado una cierta cantidad de metros de altura gana energia potencial y que no aumenta ni disminuye su energia interna... ¿por que no interpretais la energia acumulada en forma de presion como Energía potencial? Que yo sepa en ningun libro se especifica que la energia potencial dependa unicamente de la altura. Es cierto que es la forma más común de la energía potencial pero no tiene porque ser la unica.
A continuacion unos ejemplos de parecidos razonables entre energia potencial de altura y de presion y electrico (que para mi son simplemente energia potencial).
En la EP de altura la energia es relativa a dos puntos o absoluta respecto a un punto de gravedad cero. En la EP de presion la energia es relativa entre dos puntos o absoluta respecto a un punto de presion cero. La EP electrica es relativa a dos puntos de diferente voltaje, como sabemos y existe un punto cero a 0V.
En la EP de altura la Tierra (que posee una gran masa y por tanto ejerce una gran gravedad) es la que atrae a los cuerpos hacia su punto de gravedad cero, hasta que estos se chocan con un impedimento fisico que les impide continuar su viaje. En la EP de presion la Atmosfera (que tiene presion gracias a la gravedad y su comportamiento como fluido elastico) es la que comprime o descomprime un tanque a presion. El impedimento fisico es una valvula o las paredes del contenedor. En la EP electrica la Tierra absorbe el exceso de electrones o aporta la carencia de electrones, sea cual sea la carga en el otro extremo, si esta bien aislada del exterior (algo imposible, supongo) se mantendrá en ese estado sin ceder ni absorber electrones.
Como vemos, todas son energias ficticias (¿vectores energeticos?) pero medibles que son ejercidas por ir contra el entorno y es el entorno quien las devuelve al equilibrio. Otra similitud que se me ocurre es la de un muelle y el aire comprimido. Con un muelle sucederia lo mismo que con las otras energias potenciales (energias potenciales segun mi criterio, qeu puede estar equivocado): a mayor distancia mayor energia se acumula y hay un punto cero de equilibrio al que se tiende tanto si se estira como si se comprime. ¿Es quizas la energia contenia en el contenedor de aire una energia potencial elastica?, si es que existe eso, que no recuerdo el nombre de la energia de un muelle, solo que dependia unicamente de la distancia recorrida y que se desprendia calor (energia) que dependia unicamente de la velocidad a la que se comprime el muelle y que ese calor acaba haciendo que el muelle pierda elasticidad. Por supuesto, no es logico que el aire pierda elasticidad porque la recupera luego del calor que absorbe (con tiempo suficiente) del entorno.
Resumiendo, creo que la energia interna tiene que ver con la perdida de rendimiento en la compresion, pero no creo que toda la energia aplicada se convierta en calor, dado que en cualquier otro ejemplo de energia potencial a partir de energia mecanica (subir un peso cierta altura, comprimir un muelle o comprimir aire) toda la energia no se transformó en calor, sino solo una parte, generalmente inapreciable o nula, pero en nuestro caso mayor debido a la rapidez (o al menos me parece recordar que es debido a la velocidad, porque si es isoterma... rendimiento 100%) de una compresion de aire.
¿Es quizas la energia potencial de presion un caso generalizado de la energia potencial elastica de un muelle, pero aplicado a todas las direcciones del espacio? No lo sé. Me conformo con que me rebatais hasta esta parte, porque (y quiero que quede claro) si explico esto es para comprender en qué me equivoco.
Gracias
Adios.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 06/07/2006 12:43
Por: manu
Alb:
Antes discutíamos sobre la conveniencia de considerar una masa de gas que se comprime o un depósito al que se añade aire. Una vez que hemos concretado a que ese "potencial" almacenado es energía libre, los dos puntos de vista encajan como un puzzle.
Recurriendo al ejemplo anterior de los 1000 Julios, compara ese depósito con aire comprimido con un volumen igual de aire exterior,que contendrá menos "aire" (o tambien con el aire solo del depósito antes antes de agregar más) . Para ello tendríamos que calcular el valor absoluto de las cuatro funciones de estado U,H,S y G en ambos casos ya que aquí no se tiene encuenta ningun proceso para hayar diferencias inicial y final, solo el estado actual de ambos sistemas.
Al compararlas veremos que:
-U es 1000 J mayor dentro que fuera (porque hay más moléculas dentro)
-H es 1000 J mayor dentro que fuera (porque hay más presión dentro)
-S es igual dentro que fuera (ya que dentro hay más pero está más comprimido, las dos cosas se anulan)
-G es 1000 Julios mayor dentro que fuera, porque lo es H.
No he hecho estos cálculos pero creo que debe ser así. Corregidme si me equivoco.
-Los dos puntos de vista conducen a resultados análogos, aunque en el segundo caso es algo más complicado, ya que habría que hayar los valores absolutos de las funciones de estado.
Yo creo que el tema está resuelto satisfactoriamente.
Un saludo
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 06/07/2006 13:28
Por: manu
Kazbayadum:
si lees mis dos o tres post anteriores verás que lo que se llama energía potencial debido a la diferencia de alturas, o a la diferente posición de una carga en un campo eléctrico etc, en termodinámica se llama ENERGÍA LIBRE, que es un potencial termodinámico. Tu dirás, bueno, pues es lo mismo, solo cambia el nombre. Sin embargo no es así. Cuando subo unuerpo a mayor altura, la energía potencial se acumula realmente en ese cuerpo mientras que si y conprimo una masa de gas, la energía real (térmica) se acumula en el aire de los alrededores, mientras que el "potencial" de producir trabajo, aunque existe, es en abstracto no se acumula en ninguna parte, es solo eso un trabajo en potencia. Se que suena muy metafísico pero es así.
Bueno, lo que importa es que el resultado final es el mismo ambas energías, potencial o libre, nos suministran trabajo útil: la energía potencial a partir de una diferencia de posiciones en un campo, y la libre a partir de una diferencia de entalpía o entropía.
Un saludo
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 06/07/2006 13:45
Por: jprebo
Calor es la manifestación de la energía termica (calorias/masa).
calor. (Del lat. calor, -ōris). m. Sensación que se experimenta ante una elevación de temperatura. U. t. c. f. || 2. Ardimiento, actividad, ligereza. || 3. Favor, buena acogida. || 4. Entusiasmo, fervor. || 5. Lo más fuerte y vivo de una acción. || 6. Fís. Energía que pasa de un cuerpo a otro y es causa de que se equilibren sus temperaturas. || ~ atómico. m. Fís. Cantidad de calor que por átomo gramo necesita un elemento químico para que su temperatura se eleve un grado centígrado. || ~ canicular. m. El excesivo y sofocante. || ~ específico. m. Fís. Cantidad de calor que por unidad de masa necesita una sustancia para que su temperatura se eleve un grado centígrado. || ~ latente. m. Fís. El que, sin aumentar la temperatura del cuerpo que lo recibe, se invierte en cambios de estado, como el de los sólidos que pasan al estado líquido y el de los líquidos al convertirse en gases o vapores. || ~ natural. m. El que producen las funciones fisiológicas del organismo. || ~ negro. m. El producido por un radiador eléctrico, cuyo elemento incandescente está oculto a la vista. || ahogarse de ~. fr. coloq. Estar muy agobiado por el excesivo calor. || al ~ de. loc. prepos. coloq. Al amparo y con la ayuda de. || asarse de ~. fr. asarse. || coger ~. fr. Recibir la impresión del calor. || dar ~. fr. Avivar, ayudar a otro para acelerar algo. || dejarse caer el ~. fr. coloq. Hacer mucho calor. || entrar en ~ alguien que tenía frío. fr. Empezar a sentirlo. || freírse de ~. fr. coloq. asarse. || gastar el ~ natural en algo. fr. coloq. Poner en ello más atención de la que se merece. || 2. coloq. Emplear en ello el mayor empeño y esfuerzo. || meter en ~. fr. Mover el ánimo eficazmente hacia algún intento. || pasar ~, o un ~. frs. coloqs. Arg. Pasar vergüenza, quedar desairado. || tomar ~ algo. fr. Avivarse o acelerarse eficazmente. || tomar con ~ algo. fr. Poner mucha diligencia en ejecutarlo. □ V. bomba de ~.
Biblioteca de Consulta Microsoft® Encarta® 2005. © 1993-2004 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.
Caloría, unidad de energía termica.
caloría. f. Fís. Unidad de energía térmica equivalente a la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua en un grado centígrado, de 14,5 a 15,5°C, a la presión normal; equivale a 4,185 julios. (Símb. cal). || ~ gramo. f. Fís. caloría. || ~ pequeña. f. Fís. caloría.
Biblioteca de Consulta Microsoft® Encarta® 2005. © 1993-2004 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.
Ya está claro, por cierto, si la temperatura es debido a la cantidad de calorias/gramos, ¿por qué se eleva la temperatura de un tanque que estemos comprimiendo si al fin y al cabo su masa es la misma y sus calorias/gramos tambien?, curioso, los gases incrementan su T según calorias/volumen y no calorias/gramos, por lo tanto, realmente, esa calor (cantidad de calorias) que se extrae del tanque, hace que el tanque
tenga menos energía (caloria/gramo) a pesar de que su temperatura no varie y ya puede salir el sól por Antequera, que eso es cierto 100%. por lo que lo ha de compensar con P*V para estar en equilibrio por lo que E= -U + (P*V)=0, es decir, CERO PATATERO.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 06/07/2006 14:19
Por: manu
Jprebo:
gracias por tomarte el trabajo de buscar la definición
|| 6. Fís. Energía que pasa de un cuerpo a otro y es causa de que se equilibren sus temperaturas. || ~ atómico. m. Fís. Cantidad de calor que por átomo gramo necesita un elemento químico para que su temperatura se eleve un grado centígrado. || ~ canicular. m. El excesivo y sofocante. || ~ específico. m. Fís. Cantidad de calor que por unidad de masa necesita una sustancia para que su temperatura se eleve un grado centígrado. ||
estas definiciones repiten punto por punto lo que yo he dicho. Fíjate en las expresiones: "...pasa de un cuerpo a otro..."; "...necesita un elemento químico para que su temperatura se eleve..."; "...necesita una sustancia para que su temperatura se eleve...". El calor se asocia siempre a INTERCAMBIOS entre sistemas; Energía térmica que fluye, no que está contenida.
El símil de la lluvia y las nubes lo leí una vez en un libro de segundo de la ESO y me hizo gracia, por su elocuencia incontrovertible.
La otra definición también es correcta, claro. Y además es muy moderna ya que menciona su equivalencia a un flujo de energía térmica. La definición inicial de caloría, que figura aún en la muchos libros de texto es:
"cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura del agua un grado centígrado". Esa es la definición original y decimonónica, donde no se menciona la palabra energía porque simplemente no se sabía que era energía. Se pensaba que calor y energía eran magnitudes físicas distintas. Hoy día, no tiene sentido usar dos unidades diferentes, con una equivalencia tan arbitraria, para la misma magnitud física. Se sigue manteniendo y utilizando solo por tradición. He oído no se donde la tendencia en un futuro la caloría deje de utilizarse, pero no te puedo decir de donde proviene esa información.
Por cierto, exactamente ¿en qué no estás de acuerdo conmigo, si es que no lo estás?
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 06/07/2006 14:58
Por: telecomunista
A mi me parece lógico que la temperatura y energía interna del gas aumente al comprimirlo inicialmente.
Sabiendo que la energía interna y la temperatura dependen directamente de la energía cinética (velocidad) de sus átomos (o moléculas) e imaginándolos como pelotas elásticas (perfectas salvo por emisión de radiación infrarroja) rebotando entre ellos y con las paredes del tanque que los contiene vemos que al mover el pistón este golpea (cual raqueta) los millones de átomos que contienen el gas incrementando su velocidad y por tanto la energía interna y la temperatura (numero de colisiones,radiación emitida).
Lo que pasa a continuación es que ese incremento de temperatura será transmitido integramente al exterior más tarde o más temprano según el aislamientos del tanque , volviendo los átomos a tener la misma velocidad de antes de la compresión.
Pero existe un desequilibrio que se mantiene debido a las paredes fijas del tanque , que es la diferencia de choques por unidad de tiempo y superficie entre el interior y el exterior del tanque (la presión).
Si en este momento liberasemos el bloqueo del pistón este se movería gracias a la energía interna del gas (la misma que antes de la compresión) que se va reduciendo y que se traduce en una disminución de la temperatura del gas. El pistón se moverá hasta que el numero de choques por unidad de tiempo y superficie sea el mismo en el exterior que en el interior.
A continuación el gas tenderá a absorber calor del exterior recuperando energía interna y de ese modo podrá realizar más trabajo sobre el pistón hasta que se hayan recuperado los dos equilibrios , el térmico y el de presión.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 06/07/2006 15:28
Por: manu
Justo telecomunista, de libro.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 06/07/2006 15:50
Por: telecomunista
Bueno, una precisión:
En general en los choques entre átomos o moléculas se libera radiación en practicamente todo el espectro (suponiendo cuerpo negro) , produciéndose el máximo de intensidad de radiación en frecuencias más elevadas según sea mayor la velocidad de las partículas en las colisiones , es decir la temperatura.
De este modo el sol debido a su altísima temperatura emite su máxima intensidad en torno al amarillo , sin embargo nosotros y cuerpos que están a decenas o centenas de grados emiten su máximo de intensidad en el infrarrojo.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 06/07/2006 16:09
Por: jprebo
Por cierto, exactamente ¿en qué no estás de acuerdo conmigo, si es que no lo estás?
¿quien ha dicho que esté en desacuerdo con nadie Manu?, este debate me ha encantado mucho por el simple hecho de que ahora, seguramente muchos de los que hemos participado, entendemos mejor el comportamiento del aire al comprimirse y expandirse y el comportamiento de la energía en los gases.
Mientras unos miravamos la botella medio llena, otros miravan la botella medio vacia, ambos podemos tener parte de razón y ambos podemos rectificar en lo que no la teníamos y para la gran mayoría, sin necesidad de usar descalificaciones contra nadie y entendiendo que no son necesarias para opinar, exponer, informar, desacreditar de forma coherente, etc...¿habremos aprendido mas de lo que parece en todo esto?, espero que sí.
Muy acertado, telecomunista.
¿que os parece si coloco la palabra ....
F I N .
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 06/07/2006 17:36
Por: manu
Si Jprebo. También para mi han sido de lo más instructivas vuestras oppiniones. Creo que el aire comprimido es un buen vector energético por su simplicidad y su ubicuidad. Se puede producir en cualquier sitio y transportarlo sin manéjos de combustible ni complejos procesos químicos. Seguramente los motores de aire comprimido se desarrollarán mucho más y adquirirán más prestaciones para todo tipo de aplicaciones, aunque por desgracia no nos solucione la papeleta energética.
Por mi parte también pondría la palabra fin.
Un saludo.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 06/07/2006 17:50
Por: Alb
Apoyó la propuesta de dar por concluido este tema.
FIN
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 06/07/2006 21:41
Por: Miguel
Pues nada chicos, está todo dicho. Yo también he aprendido mucho. ¿Puedo elegir el colofón?. Me ha gustado mucho el de manu:
[QUOTE BY= manu]Creo que el aire comprimido es un buen vector energético por su simplicidad y su ubicuidad. Se puede producir en cualquier sitio y transportarlo sin manéjos de combustible ni complejos procesos químicos. Seguramente los motores de aire comprimido se desarrollarán mucho más y adquirirán más prestaciones para todo tipo de aplicaciones, aunque por desgracia no nos solucione la papeleta energética.[/QUOTE]
The end, para hacerlo más peliculero jajaja
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 06/07/2006 22:07
Por: Kazbayadum
Hola a todos:
mmm ¿es el fin de la discusion sobre la naturaleza del trabajo producido por el aire comprimido? o es el finde de todo el hilo?
Porque hace tiempo propuse en este hilo hacer una comparativa sobre el almacenamiento del aire y de otros vectores energeticos como baterias electricas o de combustible. Para estudiar sus ventajas y desventajas con respecto a otras alternativas de vectores energeticos.
Aunque ahora que lo pienso quizas deberiamos pensar en la viabilidad de la generacion de cada vector energetico, porque la pila de cobustible me parece un poco similar al biodiesel, que generarlo va a ser muy especifico de ciertas areas. Lo que han dicho hace dos post de la ubicuidad.
Gracias.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 06/07/2006 23:47
Por: mockba
Creo que lo que dice kazbayadum tiene toda la razón... el asunto real en este hilo es el hecho de que tan bueno o malo sería usar el aire comprimido como vector energético...
Por otro lado, con respecto a los otros métodos de almacenar la energía eléctrica en algun vector... peinso que el aire comprimido representa una opción más simple que el hecho de construir una batería o construir una celda de combustible... ya que sólo se necesitan un contenedor, válvulas y turbinas (que afortunadamente cada vez son más comunies en distintos tipos de herramientas...)
Saludos...
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 07/07/2006 00:01
Por: mockba
A todo esto y después de todo lo que se ha comentado en este hilo como para que ya tenga el tamaño que tiene...
¿Qué ha sucedido con los autos a Aire Comprimido de MDI?
A mi me queda una terrible duda... ¿Alguien tiene una respuesta razonable para el hecho de que siguen usando motores a pistones y no turbinas en los autos...?
Básicamente pregunto esto por que los pistones tienen una gran desventaja por el número de piezas mayor y una gran cantidad de fricción extra... un mayor calentamiento y otros factores...
Gracias... saludos...
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 07/07/2006 13:37
Por: jprebo
[QUOTE BY= mockba]
¿Qué ha sucedido con los autos a Aire Comprimido de MDI?
A mi me queda una terrible duda... ¿Alguien tiene una respuesta razonable para el hecho de que siguen usando motores a pistones y no turbinas en los autos...?
Básicamente pregunto esto por que los pistones tienen una gran desventaja por el número de piezas mayor y una gran cantidad de fricción extra... un mayor calentamiento y otros factores...
Gracias... saludos...
[/QUOTE]
¡enlace erróneo! podrás pornerte al corriente de como está la situación. En cuanto a si siguen usando el piston frente a turbinas, pues creo que sí, seguramente, no has de mirar solo la complejidad de un sistema frente a otro, si no tambien rendimientos para esa labor y costes. Las turbinas son buenas para un flujo constante, pero un coche arranca, para, vuelve a arrancar, etc...es mas viable un pistón que una turbina (es mi opinión), dado que eliminas la inercia de la turbina al arrancar y al parar.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 07/07/2006 15:25
Por: Miguel
Yo también creo que es una pena que se acabe asi una discusión sobre un posible vector energético como es el aire comprimido, a fin de cuentas no sobran las propuestas alternativas como para poner punto y final a una que apenas ha hecho que comenzar.
Pero el motor de aire comprimido, no sé por qué esotérica razón, crea filias y fobias entre los entendidos, asi que por mi parte... a mandar.
Y sobre la aplicación del motor a un coche había un hilo, creo que uno de los más largos y polémicos de este foro, que hace tiempo que no se mueve, supongo que por distintas razones más personales que por razones de interes general. Por mi parte, lo mismo... a mandar.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 07/07/2006 15:46
Por: Daniel
Miguel, el hilo sobre el coche con motor de aire sigue abierto, no? en todo caso lo que faltará serán novedades al respecto. Espero, vaya, estoy convencido, que cuando haya novedades te encargarás de que nos enteremos, así que en ese aspecto estoy tranquilo sabiendo que te tenemos por aquí.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 07/07/2006 17:03
Por: Miguel
¡Hombre Daniel! ¡Cuanto tiempo!. Efectivamente el hilo del coche con motor de aire comprimido sigue abierto... a pesar de todo. Pero que conste que si no se ha movido más no ha sido tan solo por falta de novedades, tu lo sabes. Un saludo.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 07/07/2006 17:34
Por: jprebo
Hola, holita.
Miguel, ¿expongo la idea que te comenté a ver que opinan los tertulios?
Por supuesto lo haría en
Motor de aire comprimido
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 07/07/2006 18:39
Por: Kazbayadum
Hola
A mi me gustaria que alguna persona de Crisis energetica, que les considero bastante metidos en el tema, hablasen o diesen algun dato sobre diferentes vectores energeticos. Al fin y al cabo, que el aire comprimido es un vector energetico lo sabemos todos, ahora hay que compararlo con otros vectores y ver pros y contras.
Concretamente, y como ya dijo lukiluke al principio de este hilo, deberiamos dividir estos aspectos en tres grandes grupos:
==GENERACIÓN==
Se trataria de comparar las ventajas y desventajas de la generación de diferentes vectores incluyendo el aire comprimido. Por ejemplo, la ubicuidad (aire comprimido y baterias clasicas), la extension de terreno utilizado (biodiesel)...
Lo que querais aportar cada uno, aquello que pensais que os gusta de uno y de otro o que os disgusta.
==ALMACENAJE y/o DISTRIBUCION=
Idem. Se trata de ver el peso de las baterias/contenedores/depositos... cargados con una determinada energia (en Julios, por ejemplo). Tambien ademas del peso otras caracteristias, ya que a veces el peso no es importante, sino la peligrosidad, el mantenimiento, el coste energetico y economico de creacion de los depositos o de los sistemas de distribucion. El tiempo de vida.
¿Que opinais? He oido en otro hilo que las baterias que se necesitan para un coche utilitario normal pesan 200Kilos (utilizo el coche como referencia energetica, no como tema de discusion, seria mejor dar los datos en valores energeticos del sistema internacional (julios)) ¿Alguien sabe mas sobre el tema?
==RECONVERSION==
Aqui se trataria de hablar de la sencillez y escalabilidad de los diferentes vectores. Tambien podriamos hablar del rendimiento total, que engloba los tres puntos. Pero lo pondriamos en este tercer punto por ser el ultimo. Tambien podriamos hablar de los rendimientos máximos teoricos y de la posibilidad de llegar a ellos.
En definitiva, se trata de comparar no solo cualitativamente sino cuantitativamente los pros y los contras de los diferentes vectores energeticos, para poder ver que importancia tiene cada defecto. Al final creo que concluiremos que determinados vectores son más adecuados para ciertas cosas, mientras que otros son demasiado pesados para el transporte o demasiado inestables para la cogeneracion, etcetera.
Finalmente, tambien deberiamos calcular el coste energetico (aproximado) de cada sistema, para ver si a la larga resultan caros (energeticamente) debido a su tiempo de vida (como puede ser el caso de las baterias clasicas) y otros factores. Pero siempre desde un punto de vista energetico. Sino tambien podriamos calcular el coste energetico/ecologico/economico de cada vector. Pero eso ya lo considero una matada de calculos que quizá a nadie le apetezca calcular.
Ademas me comprometo a hacer un resumén de vez en cuando de los datos comparativos que llevamos haciendo, si asi lo deseais, para ir zanjando temas.
Gracias.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 07/07/2006 18:49
Por: Paulino Cuevas
Parece que lo del aire comprimido esta de moda,pues bien,como no puedo estar sin escribir algo voy con vuestro permiso a entrar en el tema.El vehiculo de aire comprimido para ser eficiente necesita una determinada relación de compresión.Si inicialmente se comprime aire en un compresor multietapa hasta una presión de 343bar en tres etapas interenfriadas con una relación de 1-7-49-343,el trabajo minimo es de W=T1.(7/1)0,286=1,74 X290ºk=505-290=215 Kcalx0,24=51,82 /0,87(rendimiento)=60 Kcal x etapa=180Kcal/kg de aire.Para obtener un buen rendimiento seria preciso combinar motor de combustión-turbina.de este modo se calienta con los gases de escape el aire comprimido que se permite fluya a traves de valvula reductora entrando en turbina a una temperatura de 500ºK y presión constante de 7bar,el paso por turbina lleva el aire a una temperatura de 300ºK,que es practicamente la temperatura de origen.Un sistema de acople especial motor turbina, permite desacoplar cuando la presión baja excesivamente.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 07/07/2006 19:15
Por: mockba
Todo ese proceso lejos de ser sencillo pienso que hace las cosas más complicadas para lso autos a aire comprimido... a decir verdad sigo pensando que searía más conveniente desarrollar esta tecnología para tratar de generar electricidad en estaciones fijas...
Utilizar turbinas a base de aire comrimido es más creible...
Paulino Cuevas... leí algunos viejos libros de maquinas térmicas y turbinas que tenía en guardados (ni siquiera eran míos, pero ahora lo son, jejejeje!) y revisé una sección de turbo compresores...
Anteriormente mencionaste que sería conveniente utilizar rotores eólicos para comprimir aire en varias etapas y posteriormente el recalentado solar a más de 500°K para aumentar la disponibilidad de la energía interna del fluido...
Después de haber evaludo con esta literatura lo que mencionabas... ahora me parece aun más viable e interesante en vez de utilizar una gran cantidad de cobre y otros metales para la construcción de generadores eléctricos que evaluándolo bien no tendrán el rendimiento óptino por las características de variabilidad del viento... Además muchas de las cosas que mencionas denotan que tienes un conocimiento técnico acerca del manejo de turbinas y máquinas térmicas... ¿Trabajas o trabajabas con turbinas?...
¿Qué tan factible es que se construya un modelo pequeño a nivel hogar de un turbo compresor eólico para almacenar aire a presión en un contenedor y posteriormente se haga pasar por un horno solar o a metano para el accionamiento de una turbina?....
Al ver que manejas varios cálculos de la materia, ¿no sé si puedes decirme aproximadamente que cantidad de aire y a que presión es necesaria para mover una turbina que mueva un generador de 3kW durante unas 24 horas?
Gracias y Saludos...
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 07/07/2006 19:37
Por: Paulino Cuevas
Hola,mocka:Hay un viejo refran que dice :Dime de lo que presumes y te dire de lo que careces,-no es por ti claro esta,- sinó por mi.Mi trabajo consiste en reparar todo tipo de maquinaria en la industria quimica y minera.Lo que tu me propones es viable,-como la mayoria de las cosas en esto de la energia,-Pero cuando se trata de diseñar una maquina trasformadora de energia térmica en trabajo,hay que hilar muy fino.Hoy me resulta imposible darte respuesta,pero la tendras.Saludos.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 07/07/2006 19:39
Por: mockba
Creo que sería un buen punto comenzar por tratar de calcular y evaluar cuanto aire comprimido se necesita para mover una aplicación útil a comparación de otros vectores energéticos... como ya se mencionó anteriormente... Pero más contundentemente para tener una idea clara de qué posibilidades tiene el aire comprimido...
La pregunta sería... ¿Cuánto aire comprimido y a qué presión se necesita para mover una turbina con una carga de 3000 J/s durante unas 24 horas a una temperatura de 25°C (ambiente)?...
Saludos...
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 07/07/2006 19:47
Por: mockba
Me agrada tu respuesta. No hay problema... no creo que se trate de saberlo todo al instante... podemos investigar, yo tampoco me puedo responder por el momento...
Pero creo que es posible que por el momento se trate de calcular la relación de (cantidad de aire comprimido)/(potencia)... todos podemos hacer matemáticas... por mi parte trataré de investigar para realizar esos cálculos... si alguien más ya lo sabe y puede facilitarlo o tratará de hacerlo también, bienvenido... lamentablemente para este asunto estudié ing.electrónica digital y mi introducción a las máquinas térmicas es muy reciente (interés autodidacta)... mi aportación a el cálculo de turbinas será completamente amateur... pero intentaré...
JEJEJEJ!!! Saludos... Gracias Paulino Cuevas...
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 09/07/2006 17:19
Por: Paulino Cuevas
Hola nuevamente mockba: He estado realizando un estudio sobre el tema del aire comprimido y tengo algunas interrogantes sin resolver.
1º)¿para que quieres comprimir el aire?¿Que energia utilizas para comprimirlo?
2º)Si lo que quieres es un sistema para otener trabajo, y a partir de este, convertirlo en energia electrica para auto consumo?
3º ¿Estas en zona aislada?¿Hace viento regurlarmente con velocidad superior a 5mtrs/sg?
¿Que precio tiene el KW/h? ¿Cual es el precio de los combustibles liquidos o gaseosos (metano)?
Te hago estas preguntas, por que si los precios del carburante son elevados, puede salir mas caro el "ajo que el pollo"
Si lo que quieres es todo energias renovables,tienes que pensar que tipo de energia eliges (eólica,biomasa,solar térmica...etc).Si por el contrario lo que deseas es una turbina modelo "Paulino",con eficiencia muy elevada,necesitaras un buen tornero y ademas de un mantenimiento muy esmerado.
La turbina puede girar a 25.000 r.p.m.,se necesita un perfecto equilibrado y rodamientos especiales o chumaceras con cojinetes de antifricción,lubricados con aceite a presión de 3bar y sistema de refrigeración.Si dispones de energia barata y abundante lo que haremos es un sistema de bajo rendimiento,pero eficad,barato y facil de construir.
Lo del aire comprimido como vector energético y bla.....bla...
es un poco rollo.Cuantos mas pasos, mas energia perdemos.
Analizas todas estas cosa y luego me comentas.Saludos.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 09/07/2006 20:26
Por: Kazbayadum
Hola Paulino:
¿es un poco rollo? No te comprendo, coges energia mecanica y con un compresor comprimes aire. despues coges ese aire y lo transformas en energia mecanica con la que produces electricidad con una dinamo. En vez de coger energia mecanica y con una ¿dinamo? provocas reacciones quimicas en una bateria. despues coges esa bateria y sin transformarla en energia mecanica produces electricidad. Por un paso más no me parece tanta diferencia.
No comprendo que sea un poco rollo.
Ciao
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 09/07/2006 22:02
Por: Paulino Cuevas
Hola Kazabayadum:He querido decir con lo del rollo del aire comprimido,-ademas es una opinión personal,-que el aire comprimido tiene multitud de aplicaciones en la industria,pero no me parece adecuado para almacenar energia que posteriormente se convertira en energia electrica.
Tiene que haber una razón especial para hacer uso del aire comprimido para estas cosas.
Saludos.
Aire Comprimido VS Baterias
Enviado en: 09/07/2006 23:49
Por: Kazbayadum
Aha, pero por que no? por rendimiento?
A mi la eficiencia me importa, pero la eficiencia puede mejorar con el tiempo. Hay un maximo teorico de compresion isotermica del 100%, no? Evidentemente imposible hacerla isotermica.
Por otro lado, dejando al margen el rendimiento:
- Me parece una propuesta mas ecologica, en el sentido de que no hay componentes quimicos y de la durabilidad de un contenedor que almacene aire a presion. Un contenedor de aire me parece relativamente sencillo y un compresor no me parece contaminante en ningun sentido. Excepto quizás en que contribuye al calentamiento global.
- Me parece un sistema más simple o libre. No se como definir la palabra. Pero basicamente es el hecho de la ubicuidad, que puedas contener tu propio aire con un contenedor soterrado o de otra forma, mientras que tener y mantener una bateria es una cuestion de quimica que creo (y corregidme si me equivoco, por favor) necesita de proveedores, mineria, o componentes quimicos que requieren de una industria que los mantenga.
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 10/07/2006 00:13
Por: mockba
Paulino Cuevas, te comprendo... analizo lo que dices acerca de eliminar pasos y que cada paso representa una potencial pérdida de energía... comprendo perfectamente el detallado cuidado que se debe tener con el diseño de máquinas térmicas y más cuando se tarta de turbinas...
Estoy en una ciudad a 600 metros del mar con viento suficiente el 90% del año para mover casi cualquier sistema eólico... tengo sol instenso el 83% del año... Pienso que se puede utilizar el viento para comprimir el aire y lo quiero comprimir para generar trabajo a un generador eléctrico para autoconsumo...
El kW/h cuesta $0.20 Dólares, los combustibles cuestan $1.10 Dólares el litro y el kilo respectivamente... no se trata de economía, se trata de auto suficiencia y de experimentación... nunca podré eficientar un sistema que nunca he construido. Además prefiero gastar ese dinero en experimentación que en ir a ver el Mundial a Alemania o comprarme un auto nuevo si el que tengo aun me puede brindar algunos años más...
El metano lo pienso generar en un biodigestor... no me importa lo barato que pueda llegar a ser en el mercado, pero si la basura orgánica lo puede generar, ¿por qué no probar uno mismo?
El aire comprimido lo quiero obtener mediante un rotor eje vertical de 4 palas retráctiles al viento hecho de aliminio de 1.2m de área de acción de viento... o varios rotores de estos encadenados moviendo el compresor o compresores...
A mi lo que no me gusta de las baterias es que no puedo construir una batería ni diseñarla como a mi me plazca... en cambio un sistema neumático lo puedo alterar en ciertas formas y experimentar...
Si fracaso, no me importa... porque aprendí y adquiero experiencia que de otra forma no obtendré. Además existen muchos otros posible proyectos para probar que tan auntosuficiente se puede llegar a ser...
En cuanto a los detalles principales de una turbina... existen equipos turbocompresores como los que se usan en los estanques de cria de peces o camarón... usan un motor de 750Watts y pueden inyectar aire a presión al agua de los estanques... Creo que puedo utilizar esa misma estructura a la inversa... inyectar aire a presión y generar movimiento... Otra cosa, hablando de eliminar pasos... no quiero almacenar la energía en baterías... quiero consumirla al momento que se genera...
En cuanto a otra de las preguntas, Paulino Cuevas, no me interan los autos a aire comprimido por el momento... me centro en el autoconsumo de hogar.
Saludos... Gracias...
Re:Aire Comprimido como Vector Energético
Enviado en: 10/07/2006 14:47
Por: Paulino Cuevas
Hola nuevamente mockba:Bueno,hablando,o escribiendo se entiende la gente.Me parece estupendo que realizes toda clase experimentos.El rotor eólico con álabes abatibles resulta practico, por que se puede instalar practicamente a ras del suelo.Nunca he visto como funcionan.Creo que seria importante conducir el aire por medio de rotor estático.Veras,cuando el aire incide sobre la pala mas abierta,este no queda frenado,sale de la pala o álabe con un angulo determinado generando turbulencia.En cuanto a lo del biodigestor me parece estupendo,si obtienes gas pobre (60% metano)puedes preparar un motor de automovil montado sobre bancada y utilizar el metano como combustible.En los desguaces tienes compresores de aire (los que llevan los camiones para frenado) que puedes acoplar mediante polea y correas trapezoidales al motor de metano.En cuanto a como almacenar energia,pues la verdad despues de lo que habeis escrito tu y Kazbayadum no tengo nada que añadir,la energia es toda vuestra y si hay suficiente¿ para qué preocuparse por la eficiencia energética.?
Tengo que añadir que yo tampoco soy muy amigo de las baterias o acumuladores.Són caras y no duran toda la vida,osea,que de momento "viva el aire comprimido"Saludos.