¿Podría un lanzallamas intercooler de ciclo dividido haber sido una fuente de energía viable?

Los lamellamas funcionan aspirando aire caliente en un cilindro y luego confiando en el enfriamiento del aire por la pared del cilindro para crear un vacío parcial para hacer retroceder el pistón.

ver vídeo

En una línea de tiempo alternativa, ¿podría mejorarse este ciclo del motor dividiendo la carrera de admisión y la carrera de salida entre dos cilindros separados? La carrera de salida usaría un cilindro más pequeño, y entre los cilindros habría un intercooler.

Esto aumentaría el área de superficie que enfría el gas* y reduciría el calentamiento y enfriamiento repetidos del pistón y los cilindros**.

¿O este motor ya se ha inventado?

*el intercooler tendría una superficie mucho mayor que los cilindros

**como las primeras máquinas de vapor

Actualmente, su pregunta probablemente se cerrará como fuera de tema, ya que es un problema de física y no uno de construcción mundial. Puede intentar consultar el artículo de Wikipedia sobre los motores Sterling para obtener más información sobre los diseños disponibles.
@DonQualm Si la pregunta se modificó para incluir una sección que pregunte si los cilindros podrían estar hechos de cerámica *, y si esto podría estar al alcance de una sociedad medieval; ¿Sería esta una pregunta aceptable? *ya que son subatmosféricas y en compresión.

Respuestas (1)

Esencialmente, se trata de motores de aire caliente bastante primitivos, y la división entre dos cilindros es similar a los primeros "Ready Engines" de Brayton . De hecho, Hero of Alexandria describió los motores atmosféricos ya en el siglo I d. C., por lo que este tipo de tecnología tiene una larga historia.

El factor limitante con cualquier tipo de motor atmosférico es que existe un límite superior estricto para la cantidad de energía que puede producir. Incluso si de alguna manera pudiera lograr un vacío perfecto, la fuerza máxima que empuja el cilindro es de 15 PSI (101,325 kPa). Necesitaría una cantidad improbable de cilindros o realmente enormes para generar una fuerza significativa.

Agregar etapas adicionales como sugiere mejoraría un poco la eficiencia, pero habría pérdidas parásitas adicionales de los enlaces adicionales y el flujo de aire a través de los cilindros y los intercambiadores de calor. Sin el diseño real, es imposible calcular cuánta pérdida obtendrá, pero en algún momento es bastante seguro que las pérdidas superarán las ganancias potenciales. Con maquinaria primitiva hecha a mano, esto se convertirá en un efecto muy grande muy rápidamente.

Entonces, si bien es posible construir motores atmosféricos y agregar etapas adicionales para aumentar la eficiencia, llegará un punto en el que la maquinaria adicional en realidad extraiga más energía del motor de la que contribuye. A menos que exista una necesidad muy apremiante de obtener potencia adicional del motor, la economía sugiere que la ventaja será para el motor más básico capaz de hacer el trabajo, ya que será más barato de construir y operar.

Una cosa que este diseño abordaría es el problema de escalar el lamellamas a tamaños más grandes. En el diseño original de un solo cilindro, el volumen (y el calor dentro) del cilindro se escala con el cubo del tamaño, mientras que el área de las paredes del cilindro solo se escala con el cuadrado. Entonces, la capacidad de las paredes para enfriar la carga de aire disminuye a medida que crece el motor.