Motor hidráulico alternativo de cilindros de cavidad cónica
Retroalimentación
Razones que demuestran que la retroalimentación es viable
Como se irá viendo a lo largo de estas páginas, gracias al Principio de Pascal y a la eficiente capacidad de ahorro de líquido impulsor, como se ha dicho más arriba, es perfectamente posible su retroalimentación y todo ello utilizando únicamente fluido hidráulico en un circuito cerrado en lugar de combustible.
¿Retroalimentación?
La física lo permite, pero la
ingeniería aún no… o sí…!
…sigue leyendo!
BASES EN LAS QUE SE ASIENTA
FILOSOFÍA DE FUNCIONAMIENTO
ahorro de líquido hidráulico
La reutilización de una parte importante del fluido impulsor que lo mueve, el cual nunca abandona el interior del mismo y actúa siempre dentro de los límites impuestos por las leyes de la termodinámica, permite optimizar el rendimiento al maximizar la eficiencia y los resultados mientras se minimizan los recursos utilizados, siempre sin generar energía adicional, respetando así los principios fundamentales de la física. Este motor demuestra que la retroalimentación es factible.
La base fundamental que hace posible retroalimentar este motor es su extraordinaria eficiencia a la hora de administrar el líquido que lo mueve. Se trata de llenar la cavidad coniforme o cámara de sucesos (Figura 1) con líquido hidráulico para valerse del Principio de Pascal, que establece que «la presión en el interior de un recipiente hermético es igual en todos los puntos del mismo» y hacer que los segmentos replegados (Figura 2) se desplieguen al insertar líquido en la misma cámara, pero haciéndo de manera muy eficiente y ahorrativa:
El hecho de que la cámara de sucesos sea coniforme, reduce su volumen inteno a un tercio con respecto a otra cilíndrica. Si a este «tercio» se le resta el 20% que supone el ahorro primario (Figuras 3 y 5), el volumen de llenado disminuye. Si a continuación a ese nuevo volumen disminuido se le resta otro 73,21% correspondiente al ahorro secundario del Pistón líquido virtual (Figura 6), el resultado final es que la cámara de sucesos únicamente necesita 9,16 veces menos líquido impulsor que si de un cilindro hidráulico estándar se tratara, posibilitando así la retroalimentación y además haciéndolo con una gran diferencia entre lo que necesita para su funcionamiento y la energía útil que devuelve.
Ahorro primario
EFICIENCIA COMO PRINCIPIO
CÁMARA CONIFORME
Segmentos plegados y desplegados
– Diseñando un sistema de segmentos concéntricos anidados como el que muestra la imagen de la Figura 1…
– Al replegarse los segmentos concéntricos se observa que existen huecos entre ellos, como en la Figura 2.
– Si la evacuación del líquido hidráulico se practica por arriba, una parte del mismo permanece entre tales huecos, ya que no cae por gravedad. Figura 3.
– La Figura 4 muestra la geometría que adopta el líquido en el interior de la cámara de sucesos; la Figura 10 muestra los volúmenes correspondientes a los ahorros primario (azul aguamarina) y secundario (ámbar); en rojo la franja que corresponde al líquido utilizado en cada ciclo de admisión.
– Al desplegarse los segmentos el líquido adopta una nueva forma geométrica, como en la Figura 5.
– La Figura 6. muestra la suma de los ahorros primario y secundario.
– La Figura 7 muestra en rojo, superpuesto a las dos figuras anteriores, el reducido volumen de líquido impulsor que requiere su movimiento, sólo 0,56 litros
Al desplegarse nuevamente los segmentos según la Figura 1, el líquido remanente de la figura 3, que en este ejemplo supone 0,41 litros, ocupará un espacio hasta un cierto nivel que no es necesario rellenar; por tanto, al ahorro del 66,66% que implica la cavidad coniforme con respecto a otra cilíndrica (2,09 litros), se le resta tal volumen de 0,41 litros, lo que supone otro 20% de ahorro, resultando en 1,68 litros el volumen a inyectar. Esto permite utilizar una bomba hidráulica que aporte menos caudal y por tanto, con menor potencia que si de un cilindro hidráulico se tratara.
¿RETROALIMENTACIÓN?
Resulta que la ingeniería también lo permite…!
…sigue leyendo!
Sistema hidráulico basado en un espectacular método de ahorro que economiza en una gran proporción la necesidad de fluido impulsor. Este motor no sólo es capaz de retroalimentarse, sino que devuelve energía suficiente para alimentar a otros 5 motores de similares características.
¿Realmente funciona?
Si se comprende su funcionamiento, es fácil llegar a la coclusión de que no sólo funciona, sino que devuelve una cantidad de energía sorprendente. Su funcionamiento, según se observa en las imágenes, consiste en «aparcar» apropiadamente dentro del recinto cónico la mayor parte del fluido que lo mueve para que permanezca ahí como remanente perpétuo y así no tener que reponerlo en cada ciclo o revolución. Llamamos a esa capacidad «método de ahorro«. Esas partes de fluido remanente, son las que se muestran en colores: azul para el metodo primario y ámbar para el secundario.
Cilindro de cavidad cónica: simplemente por el hecho de tratarse de un recinto cónico se produce alrededor de un 66,66% de ahorro con respecto a un cilindro hidráulico estándar, lo que supone un 33,33% de tal capacidad.
El método de ahorro primario resta otro 20% a ese 33,33% y a la cantidad resultante se le vuelve a descontar ahora un 73,21% del ahorro secundario. El resultado es que este sistema requiere un aporte de líquido impulsor, 9,1 veces menor que si de un cilindro hidráulico estándar se tratara.
Finalmente, dado que el modelo de este ejemplo se compara con un cilindro estándar de una capacidad de 6,26 litros, el primer descuento del 66,66% lo reduce a 2,09 litros ; el segundo descuento del 20% aplicado sobre el resto anterior lo vuelve a reducur hasta 1,68 litros mientras que el tercer descuento del 73,21% lo vuelve a acortar hasta 0,59 litros, que es la cantidad que necesita este motor en cada fase de admisión para operar al 100% de su potencia.
Esto significa que en vez de necesitar este motor los 6,26 litros de líquido hidráulico típicos que requiere cualquier cilindro estándar de las mismas dimensiones y potencia, este motor hace el mismo trabajo con sólo 0,59 litros, sin ninguna pérdida o merma de sus facultades.
Sistema de ahorro primario
Figura geométrica que adoptan los 5 toroides de sección triangular del ahorro primario al desplegarse las etapas que componen el recinto cónico, como en la Fig. 2.
Sistema de ahorro secundario por pistón líquido virtual
Figura geométrica que adopta el pistón líquido virtual al desplegarse las etapas que componen el recinto cónico, como en la Fig. 3.
Ahorros y volumen a ingresar
En rojo, la franja que hay que reponer en cada tiempo de admisión: sólo 0,56 litros, relación de 9:1
En ámbar, la porción de ahorro que supone el pistón líquido virtual: 1,12 litros
En azul, la porción de ahorro que supone el ahorro primario: 0,41 litros
Estas imágenes muestran cláramente la capacidad de ahorro de líquido impulsor que ofrece este motor de cavidades cónicas, lo que permite retroalimentarlo con muy poca cantidad de energía sin violar las leyes de la termodinámica, al tratarse simplemente de un sistema de muy alta eficiencia que deja de funcionar si la bomba que alimenta con esa pequeña proporción en rojo deja de funcionar.
Aspecto 3D de uno de sus módulos
En transparente con objeto de mostrar algunas de sus partes internas, como el pistón inmóvil interno (en rojo).
Segmentos replegados de cavidades coniformes
El simple hecho de utilizar una cavidad coniforme, ya reduce la utilización de líquido hidráulico a un tercio con respecto a un cilindro hidráulico estándar. Esto significa que aún sin torso métodos de ahorro, ya es posible retroalimentar el sistema, puesto que la bomba hidráulica que lo alimenta sólo tiene que trabajar a un tercio de la potencia en comparación con dicho cilindro hidráulico estándar. Estos cilindros se rigen por la conocida fórmula E = P*V, la cual se refiere a que la Energía Potencial es igual que el producto de la presión aplicada por el volumen. Esta fórmula no aplica para sistemas coniformes basados en la presión.
Es mucho más precisa la fórmula E = PhA, donde:
E: energía potencial; P: presión aplicada; h: carrera; A: área de la base
Aspecto una vez construido del módulo de empuje
La imagen muestra el aspecto exterior de uno de los módulos de empuje, pudiendo los motores contener cualquier cantidad de ellos en función de la potencia demandada.
El modelo que aquí se pone como ejemplo, tiene una potencia por módulo de alrededor de 250 kW trabajando a un régimen de 73 rpm, siendo las dimensiones del modelo de la imagen de 980 mm de altura y 530 mm de ancho, que corresponden al diámetro de las bases superior e inferior.
El volumen de un cono recto equivale a un tercio del volumen de un cilindro con la misma altura y diámetro de base
66,66% de ahorro de líquido impulsor
Como se aprecia en el vídeo (izquierda), las figuras cónicas requieren menos volumen para llenar su cavidad interna que los cilindros con la misma base y altura.
Implementación práctica de la relación volumétrica cilindro-cono
Fuerza Hidrodinámica Neta (Faxial)
A partir de la relación cilindro/cono se diseña un motor hidráulico donde:
La base mayor del cono actúa como pistón móvil
Datos:
Presión (ΔP: 400 bar = 400×105Pa.
Radio base (rbase): 130 mm (0,13 m).
Radio vértice (rtop): 20 mm (0,02 m).
Carrera (htotal): 118 mm (0,118 m).
Área efectiva (Aefectiva):
En un cono truncado, el área proyectada es un anillo circular. Para la fuerza axial, tomamos el área de la base mayor:
Aefectiva = πr2 = π(0.13)2 = 0.0531 m2
Fuerza axial máxima:
Faxial = ΔP ⋅ Aefectiva = 400 × 105 × 0.0531 => 2,124,000 N ≈ 2124 kN
Fuerza de Fricción Total ()
La fricción actúa sobre el área de contacto lateral del cono. Para un cono truncado:
Alateral = π(rbase+rtop
Donde:
L: Longitud axial del cono = carrera = 0,118 m.
rbase = 130 mm, rtop = 20 mm
Alateral = π(0,13 + 0,02) × 0,118 = 0,070 m²
Fuerza de fricción:
Ffricción = τ × Alateral = 543,8 × 0,070 = 38 N
Eficiencia:
Las pérdidas por fricción (38 N) son despreciables frente a la fuerza útil, ya que la presión de 400 bares no afecta la fricción viscosa directamente, aunque pueda alterar mínimamente la holgura real por deformación elástica.
Página de inicio – Fundamentos – Pistón líquido virtual – Ejemplo de motor – Motores en acción – Características principales
Galería – Vídeos – Datos de potencia – Pruebas – Energía Infinita – FAQ
Contacto: info@notatus.es
using WordPress and 
Español 
English (UK)