Dimensionamento Motore Per Veicolo Per Esplorazioni Spaziali

[GiovaneIngegnere]

Salve a tutti,

sono simone, laureando in ingegneria elettrica, e sto sviluppando una tesi in cui il mio compito è dimensionare il motore elettrico per un veicolo per esplorazioni

lunari. Siccome ho scelto il motore brushless poichè lo ritenevo più affidabile, mi chiedevo come potevo calcolare le perdite per calore dovute al fatto

che sulla luna si passa da una temperatura minima di -150 °C ad una massima di +130 °C.

[NoNickName]

[valerioprog]

non sono un ingegnere ma un semplice elettrotecnico e il problema potresti risolverlo climatizzando l ambiente circostante al motore o meglio isolarlo dalla temperatura esterna e magari raffreddarlo/riscaldarlo mediante utilizzo di energia solare oppure facendo un applicazione di una cabina protettiva isolante costruita utilizzando delle piastre di peltier per produrre ulteriore energia sfruttando il cosiddetto effetto seebeck(la piastra di peltier è una "macchina" reversibile). effetto che potresti riscontrare grazie all enorme escursione termica tra l ambiente esterno e l interno della cabina del motore(che tu climatizzerai magari con l energia prodotta)! cosi farai in modo di restringere l escursione termica al quale potrebbe essere sottoposto il motore e potrai prudurti anche altra energia. questo tipo di applicazione è utilizzato solo in ambito spaziale data la sua scarsa versatilità ma fa al caso tuo perche disponi di condizioni e deltaT ottimi direi

Modificato: 16 marzo 2011 da valerioprog

[GiovaneIngegnere]

grazie valerioprog, può essere un'idea molto interessante

tuttavia il motore in realtà sono quattro motori uno per ruota, accoppiati direttamente alla ruota, di consequenza subiscono direttamente la temperatura dalla vicinanza col suolo. Voleva calcolare le perdite in modo che, se le perdite sono alte mi ingegno in qualcos come l'isolamento termico, altrimenti lo lascio così.

[valerioprog]

poi correggimi se sbaglio, nel vuoto quasi assoluto della luna non devi preoccuparti del freddo e del caldo dato che non c è mezzo di trasmissione termica piuttosto devi preoccuparti di disperdere il calore generato dalle tue macchine dato che nel vuoto non c è modo di disperdere calore se non per irraggiamento. il vuoto infatti è un grandissimo isolante termico non permette quindi il trasferimento data la mancanza di molecole per il trasferimento della cosiddetta agitazione molecolare.

Modificato: 16 marzo 2011 da valerioprog

[NoNickName]

Beh, l'irraggiamento si trasmette anche nel vuoto.

[valerioprog]

adoro la fisica

[valerioprog]

l'irraggiamento si trasmette anche nel vuoto.

l irraggiamento tra i tanti modi è il meno redditizio per il trasferimento di calore e spesso trascurabile. la situazione migliora a temperature molto alte dove l irraggiamento per mezzo delle onde elettromagnetica riesce meglio nella dissipazione ma per il nostro motore l irraggiamento soltanto non puo bastare! a livello elettromagnetico la dispersione a quelle temperature è irrilevante e il motore invece fa una brutta fine Modificato: 16 marzo 2011 da valerioprog

[GiovaneIngegnere]

però se li metto sotto vuoto poi devo risolvere il problema tra pressione interna, della scatola devo metto il motore, e la pressione esterna( che è zero perchè sono nel vuoto). Come posso fare in modo che non esploda il contenitore del motore?

Le celle di peltier invece funzionano fino a 75°C...peccato!

[valerioprog]

si pero puoi produrre tanta energia con i pannelli solari ad effetto seebeck con l aiuto di una lente di fresnel per concentrare i raggi solari e di conseguenza aumentare la tua produzione energetica!con le celle di peltier ci freddi gli azionamenti dei motori tramite contatto diretto. mentre le camere esterne dei motori le riempi di acqua monitorando la pressione facendola rimanere a 500 millibar di modo che l acqua a quelle pressioni non andrà oltre i 50 c° anche fornendo un calore enorme. io le sparo li di idee ce ne sono tante ma svilupparle e testarle poi è un altra cosa.

esploda il contenitore del motore?

le pressioni si bilanciano 0 bar all esterno quasi 0 bar all interno ed ecco qua che i vettori si annullerebbero Modificato: 16 marzo 2011 da valerioprog

[NoNickName]

Comunque per il Mars Rover hanno usato motori in continua a 34Vdc con spazzole in grafite, così da sfruttare direttamente la tensione DC in arrivo dai pannelli solari o dalle batterie.

l irraggiamento tra i tanti modi è il meno redditizio per il trasferimento di calore e spesso trascurabile.

strano, noi sopravviviamo con l'irraggiamento solare.

Forse il buon dio non lo sapeva, e se avesse riempito di aria lo spazio dalla luna al sole, forse l'efficienza della trasmissione di calore sarebbe stata migliore.

[valerioprog]

e comunque se li metti in vuoto puoi anche raffreddare per contatto le carcasse dei motori tramite piastre di peltier alimentate in modo da ottenere il massimo delta possibile tra le facce

[valerioprog]

strano, noi sopravviviamo con l'irraggiamento solare.

devo ridere ora o piu tardi? l irraggiamento prodotto dal sole è mostruoso, non so se hai notato che temperature superficiali ha? non so se immagini quanto elettromagnetismo produce.L’intensità della radiazione solare a 150 milioni di chilometri dal Sole (pari alla distanza media della terra dallo stesso) è di circa 1370 W/m². una fiamma ossidrica a un metro produce un milliwatt/m² appena.

Forse il buon dio non lo sapeva, e se avesse riempito di aria lo spazio dalla luna al sole, forse l'efficienza della trasmissione di calore sarebbe stata migliore.

no!! sarebbe stata peggiore:L’atmosfera purtroppo attenua la radiazione solare a causa delle molecole che la compongonoe che riflettono nonchè assorbono e diffondono la radiazione, quindi anche piccole particelle di polveri in sospensione e gli aerosol limitano la radiazione.

Comunque per il Mars Rover hanno usato motori in continua a 34Vdc con spazzole in grafite, così da sfruttare direttamente la tensione DC in arrivo dai pannelli solari o dalle batterie.

a dir poco una scelta perfetta ma che non condivido Modificato: 16 marzo 2011 da valerioprog

[NoNickName]

devo ridere ora o piu tardi?

Fai quello che ti pare. Prendi atto.

l irraggiamento prodotto dal sole è mostruoso, non so se hai notato che temperature superficiali ha?

Che importanza ha? Il suo calore arriva a noi per irraggiamento nel vuoto. Esattamente come il calore si trasmette sulla superficie lunare.

L’atmosfera purtroppo attenua la radiazione solare

Sì, si chiama albedo, ma dovevi aggiungere che riflette parte della radiazione in alta frequenza, mentre trattiene quella nel campo dell'infrarosso.

a dir poco una scelta perfetta ma che non condivido

Lo farò presente alla Nasa che con il Rover ha portato a termine la missione che ha avuto più successo nella storia dell'esplorazione spaziale.

[Livio Orsini]

Visto l'andamento della discussione diventata una diatriba personale la chiudiamo.