Legame salto-portata

[martipedu]

Buongiorno e buon anno a tutti!
Sono un laureando in Ingegneria idraulica, da un mesetto leggo volentieri le discussione di questo interessante forum!
Ho una domanda sul funzionamento delle turbine a reazione: mentre nei classici impianti idroelettrici la portata dipende dalla disponibilità di acqua nel fiume, nello schema di impianto che sto studiando la disponibilità di acqua non è un problema (le turbine sono disposte in una diga che collega il mare il cui livello oscilla a causa della marea con un bacino); se dunque il salto (dislivello tra il pelo libero del mare e quello del bacino) è fissato (istante per istante) la portata che transita attraverso la turbina dipenderà dalla turbina stessa? Più precisamente: seguirà esattamente la curva Q - H fornita dalla ditta della turbina in questione?
Spero di aver posto la domanda in modo chiaro.. Grazie! Martino

[remtechnology]

Mi avevi già fatto questa domanda e non ti ho più risposto...sorry! Mi sono dimenticato.
La portata e il dislivello sono dei dati "fisici" che dipendono dalla struttura del sistema idraulico.
Banalmente se ho un fiume che scorre a x velocità al sec per una sezione Y la portata, lo sai meglio di me visto che studi ing, è la velocià per l'area al quadrato. Se inserisci una diga o un'ostruzione cambia il dislivello ma nelle turbine la cosa è un pò di verso.Penso sia questo l'origine del tuo dubbio (spero).
Se hai un canale fluente in cui scorre 4 mc/sec per un dislivello di 5 m devi inserire una turbina "la cui curva" sia coerente con il punto di lavoro scelto facendo attenzione a non creare un'ostruzione, mi perdonini gli idraulici per questa semplicazione, perchè se la turbina non va e non "frena" a momte hai problemi. Come quando va in blocco una macchina per un guasto ad esempio e devi chiudere la paratoia macchina, aprire la paratoia di scarico + avere calcolato preventivamente se possibile uno stramazzo laterale di sicuerezza che lavora,non a caso, sull'innalzamento del canale a seguito del blocco.
Parallelamente per gli amici che usano le Pelton e quindi nelle condotte bisogna fare attenzione alle sovrapressioni statiche e dinamiche nelle condotte soprattutto nei transitori.
Non so se ti ho risposto perchè non ho capito bene la domanda.
Ciao
Rem

[martipedu]

Riprovo a porre la domanda in altri termini; purtroppo chiarirsi via mail è difficile, ma proviamoci!
Se io ho due bacini separati da una diga e collegati tramite un foro sul fondo, in assenza della turbina, la portata che transita nel foro è funzione del battente Y, dell'area A del foro e di un coefficiente di efflusso cq: Q = cq x (2 x g x Y)^1/2 x A
Ora, supponendo un dislivello di 2 m, un foro di 10 m2 (diametro 3.5 m) il coefficiente cq vale circa 0.37 e il battente risulta Y = 2 + 3.5 = 5.5 m --> la portata risulta essere circa 38 m3.
Adesso voglio collocare una turbina nel foro; per quel che ho capito io delle turbine a reazione (poco, purtroppo!) la turbina provoca una diminuzione della velocità, dunque una diminuzione delle perdite: grazie a ciò riesco a trarre energia dalla corrente, più precisamente dal carico di pressione della corrente stessa (turbina a reazione).

Dunque: scielgo una turbina che lavori con i 2 m di salto e i 38 m3 di portata che avrei come condizioni idrauliche senza turbina?
In questo caso, come fanno a transitare 38 m3 se deve diminuire la velocità (a parità di sezione)?

Se invece, come penso, la portata diminuisce, di quanto diminuisce con la presenza della turbina?

[maxsanty]

CITAZIONE (martipedu @ 4/1/2008, 11:45)

Riprovo a porre la domanda in altri termini; purtroppo chiarirsi via mail è difficile, ma proviamoci!
Se io ho due bacini separati da una diga e collegati tramite un foro sul fondo, in assenza della turbina, la portata che transita nel foro è funzione del battente Y, dell'area A del foro e di un coefficiente di efflusso cq: Q = cq x (2 x g x Y)^1/2 x A
Ora, supponendo un dislivello di 2 m, un foro di 10 m2 (diametro 3.5 m) il coefficiente cq vale circa 0.37 e il battente risulta Y = 2 + 3.5 = 5.5 m --> la portata risulta essere circa 38 m3.
Adesso voglio collocare una turbina nel foro; per quel che ho capito io delle turbine a reazione (poco, purtroppo!) la turbina provoca una diminuzione della velocità, dunque una diminuzione delle perdite: grazie a ciò riesco a trarre energia dalla corrente, più precisamente dal carico di pressione della corrente stessa (turbina a reazione).

Dunque: scelgo una turbina che lavori con i 2 m di salto e i 38 m3 di portata che avrei come condizioni idrauliche senza turbina?
In questo caso, come fanno a transitare 38 m3 se deve diminuire la velocità (a parità di sezione)?

Se invece, come penso, la portata diminuisce, di quanto diminuisce con la presenza della turbina?

Allora,
le turbine vengono progettate APPOSITAMENTE per far passare una determinata portata con un determinato salto. La tua domanda è mal posta. Dovresti dire, ho una turbina tal con un diametro tot, se la installo su una diga X con un battente Y quale sarebbe la portata che passa?
Oppure, il che sarebbe più corretto, ho un salto Y con una portata Q (data dalle caratteristiche idrologiche del bacino) che turbina devo mettere e quale diametro dovrebbe avere??

In realtà non so di cosa tu abbia effettivamente bisogno quindi non posso darti una risposta precisa. La domanda quanto frena una turbina ha senso solo se mi dici che turbina metti...

Fai un parallelo con le pompe, tu hai prevalenza e portata, vai sul catalogo e scegli la pompa. Stessa cosa con le turbine, solo che il catalogo non c'è e te la devo fare su misura. Se ci fosse, troveresti che i diametri di adduzione sono legati strettamente alla portata e dipendenti da essa.

Spero di essermi spiegato.

Bye
m.

[martipedu]

Nel caso in questione la turbina posta allo sbocco di un serbatoio - il mare - che non risente della turbina, nè in termini di livello nè in termini di portata. Quello che sostengo io è solo che la portata è funzione della turbina (e non nota a priori), dunque voglio proprio individuarla in base alla turbina scelta. Mi chiedevo solo se fosse giusto leggerla sulle tabelle specifiche di una turbina in cui si indica la portata massima per ogni salto...
Ad esempio una turbina VLH di 3.55 m di diamtro (www.vlh-turbine.com) indica per un salto di 1.4 m una portata massima di 10.8 m3/s; questo significa che se ho un dislivello tra due bacini di 1.4 m e pongo tra essi tale turbina transiteranno 10.8 m3/s ??

[remtechnology]

[/QUOTE]
Allora,
le turbine vengono progettate APPOSITAMENTE per far passare una determinata portata con un determinato salto. La tua domanda è mal posta. Dovresti dire, ho una turbina tal con un diametro tot, se la installo su una diga X con un battente Y quale sarebbe la portata che passa?
Oppure, il che sarebbe più corretto, ho un salto Y con una portata Q (data dalle caratteristiche idrologiche del bacino) che turbina devo mettere e quale diametro dovrebbe avere??

In realtà non so di cosa tu abbia effettivamente bisogno quindi non posso darti una risposta precisa. La domanda quanto frena una turbina ha senso solo se mi dici che turbina metti...

Fai un parallelo con le pompe, tu hai prevalenza e portata, vai sul catalogo e scegli la pompa. Stessa cosa con le turbine, solo che il catalogo non c'è e te la devo fare su misura. Se ci fosse, troveresti che i diametri di adduzione sono legati strettamente alla portata e dipendenti da essa.

Spero di essermi spiegato.

Bye
m.
[/QUOTE]


Non vorrei ripetere quello che ha detto Max allora copio la citazione e ne riporto una parte "...vengono progettate APPOSITAMENTE per far passare una determinata portata con un determinato salto..."
Forse io e Max abbiamo capito male ma per noi è abbastanza chiaro
Ciao
Rem

[maxsanty]

CITAZIONE (martipedu @ 4/1/2008, 22:43)

Nel caso in questione la turbina posta allo sbocco di un serbatoio - il mare - che non risente della turbina, nè in termini di livello nè in termini di portata. Quello che sostengo io è solo che la portata è funzione della turbina (e non nota a priori), dunque voglio proprio individuarla in base alla turbina scelta. Mi chiedevo solo se fosse giusto leggerla sulle tabelle specifiche di una turbina in cui si indica la portata massima per ogni salto...
Ad esempio una turbina VLH di 3.55 m di diamtro (www.vlh-turbine.com) indica per un salto di 1.4 m una portata massima di 10.8 m3/s; questo significa che se ho un dislivello tra due bacini di 1.4 m e pongo tra essi tale turbina transiteranno 10.8 m3/s ??

Direi proprio di si! Ed è esattamente quello che io e Rem abbiamo detto, ogni turbina viene progettata appositamente.

bye
m.

Ciao a tutti
martipedu, io la sintetizzerei cosi: fornendo i dati di portata e di salto alla ditta costruttrice questa dopo aver progettato la macchina ad hoc per il caso, ti dirà che la tubina avrà un diametro X (diverso dal diametro del foro Y da te calcolato) proprio a causa del lavoro che dovrà compiere la macchina.
Non so se Rem e Max condividono l'esempio.
Alla prossima
Nano nano

[mau@]

CITAZIONE (Toutdroit @ 5/1/2008, 20:47)

Ciao a tutti
martipedu, io la sintetizzerei cosi: fornendo i dati di portata e di salto alla ditta costruttrice questa dopo aver progettato la macchina ad hoc per il caso, ti dirà che la tubina avrà un diametro X (diverso dal diametro del foro Y da te calcolato) proprio a causa del lavoro che dovrà compiere la macchina.
Non so se Rem e Max condividono l'esempio.
Alla prossima
Nano nano

prove tecniche

[remtechnology]

CITAZIONE (Toutdroit @ 5/1/2008, 20:47)

Ciao a tutti
martipedu, io la sintetizzerei cosi: fornendo i dati di portata e di salto alla ditta costruttrice questa dopo aver progettato la macchina ad hoc per il caso, ti dirà che la tubina avrà un diametro X (diverso dal diametro del foro Y da te calcolato) proprio a causa del lavoro che dovrà compiere la macchina.
Non so se Rem e Max condividono l'esempio.
Alla prossima
Nano nano

Forse Martino dovrebbe dirci se condivide l'esempio...

[martipedu]

Innanzitutto grazie per le spiegazioni che mi avete dato!
ho capito l'esempio, direi che a questo punto ho le idee abbastanza chiare!
Oserei farvi un'ultima domanda: per calcolare la potenza teorica disponibile nel sito userei la formula: P = Q x H x G (P= potenza in KW; Q= portata, H= salto; G= forza di gravit&agrave, che è indipendentemente dalla turbina usata e dunque dal rendimento; per calcolare la portata defluente da un serbatoio all'altro da inserire nella formula, ipotizzo l'area del foro e utilizzo le classiche leggi dell'idraulica, giusto?

[maxsanty]

CITAZIONE (martipedu @ 6/1/2008, 22:13)

Innanzitutto grazie per le spiegazioni che mi avete dato!
ho capito l'esempio, direi che a questo punto ho le idee abbastanza chiare!
Oserei farvi un'ultima domanda: per calcolare la potenza teorica disponibile nel sito userei la formula: P = Q x H x G (P= potenza in KW; Q= portata, H= salto; G= forza di gravit&agrave, che è indipendentemente dalla turbina usata e dunque dal rendimento; per calcolare la portata defluente da un serbatoio all'altro da inserire nella formula, ipotizzo l'area del foro e utilizzo le classiche leggi dell'idraulica, giusto?

P= densità * Portata volumetrica * Gravità * Caduta

Di solito la densità si trascura per avere il risultato in kW (densità acqua = 1000 kg/m^3)

Per il calcolo della portata, forse non hai ben chiaro del tutto... se mi chiedi ancora di inserire la portata fluente dal foro.

Scegli tu la portata e poi trovi la turbina che te la fa, quindi imponi tu la potenza del tuo impianto. Altrimenti scegli una turbina di quelle che hai postato che abbia la caduta che ti serve e vedi che portata elaborano con che diametro.

bye
m.

[martipedu]

Grazie ancora per tutte le vostre risposte!
Mi farò risentire se ho altre domande! Martino