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stranger.
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Tutti sappiamo che un sistema di più ingranaggi collegati fra di loro mi permette di amplificare la forza dell'ultima ruota e ridurne inversamente la velocità, oppure viceversa, ridurre la forza dell'ultima ruota e amplificarne la velocità.
Indicando con F1 la forza tangenziale che devo mettere sulla prima ruota, e indicando con F2 la forza tangenziale che ottengo sull'ultima ruota, posso scrivere la seguente equazione...
F1 / F2 = V2 / V1
quindi
F1 * V1 = F2 * V2
indicando con R il rapporto fra F1/F2
R = F1 / F2 = V2 / V1
Sappiamo che il binario del treno si dilata, infatti i costruttori di ferrovie lasciano tra un binario e l'altro uno spazio di sicurezza di 2 o 3 millimetri.
Se non ci fosse questo piccolo spazio la forza GRANDISSIMA della dilatazione provocherebbe l'incurvamento del binario stesso con il pericolo che il treno deragli.
Se volessimo sfruttare la dilatazione del binario avremmo il problema che lo spostamento è troppo piccolo ma in compenso la forza è gigantesca.
Quindi ci serve un amplificatore di spostamento che riduca la tremenda forza e aumenti lo spostamento.
L'amplificatore di spostamento altro non è che il banale cambio di di marcia, ma le ruote dentate devono essere di maggiore numero perchè l'amplificazione dello spostamento deve essere piuttosto alta.
Quindi il binario deve essere collegato sul perimetro della prima ruota, se la prima ruota compie un centesimo di giro, l'ultima ne compirà 100 o 1000, (non lo so), dipende dal numero degli ingranaggi e dai rapporti che in fase di progettazione possono essere posti quasi a piacere.
Ipotizzando di scegliere di fare che la barra deve essere parallela al terreno, quando temperatura aumenta il binario si dilata e dovrebbe spingere la prima ruota, nella realtà dei fatti il binario non spinge proprio un bel niente perchè anche il terreno si dilata pure esso, quindi non si muove niente.
E' logico che il terreno deve essere studiato anch'esso e deve essere parte del meccanismo, perciò il terreno deve essere sostituito da un basamento di materiale opportuno, il rapporto tra il coefficiente di dilatazione della barra e il coefficiente di dilatazione della base di appoggio deve essere quanto più alto possibile.
Indicando con D1 il coefficiente di dilatazione lineare della barra, e indicando con D2 il coeffciente di dilatazione del basamento allora possiamo scrivere che D1/D2 deve essere il più grande possibile.
Quacuno si domanderà...
Perchè non sfruttare la dilatazione volumetrica del vapore ?
Ma questo già avviene nelle banali caldaie a vapore, il vapore ha un movimento molto più veloce del ferro solido ma la forza molto più bassa del ferro solido, occorre quindi un cambio di marce fatto di molte ruote, come già descritto sopra.
Edited by stranger - 17/1/2007, 16:24. -
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Il coefficiente di dilatazione dell'acciaio da costruzione è di circa 1 per 1000 ogni 83 °C
quindi supponendo un salto di temperatura di 83 °C si avrà una dilatazione di 1 metro
ogni chilometro di binario a sforzo zero, considerando una sezione di 1000 mm2
e un movimento di 50 cm avremmo una forza utilizzabile di 102900 Newton
pari 51450 Joule di energia ricavabile ammesso che a scaldare le rotaie sia il sole.
Ciao leo48. -
Hellblow.
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Il problema è l'intervallo di tempo in cui si ottiene un'energia simile. Non è solo un fattore quantitativo ma anche qualitativo in pratica 
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stranger.
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Ma il binario rappresenta la fase ZERO di questa particolare evoluzione, infatti non conviene affatto usare un binario RETTILINEO del treno, ma conviene usare un binario a forma di spirale.
Con il trucco della spirale noi abbiamo una grande lunghezza in poco spazio, esiste quindi una somiglianza con certi termometri che hanno nel loro interno una spirale metallica che si dilata, la dilatazione di quest'ultima ci indica la temperatura ambiente.
Si tratta quindi si sfruttare una specie di termometrone basato sul principio fisico sopra descritto.
Una spirale lunga un chilometro nello spazio di un QUADRATO con il lato di solo 10 centimetri, quindi l'area sarebbe 10x10 cioè 100 centimetri quadrati.
Il sottile nastro metallico deve essere molto largo perchè deve spingere forte.
Edited by stranger - 17/1/2007, 16:29. -
compositore.
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e dove lo trovi un treno così piccolo?
p.s.: bella l'idea però .... si può fare qualche calcolo? leo48 ti ha già suggerito dei dati, vai avanti ... e poi perchè in sezione OT? sei troppo modesto!.
Sfruttare la dilatazione di un binario del treno |
