Discussione: Velocità max acqua nelle condotte forzate

Buongiorno a tutti e complimenti ai curatori di questo forum, sempre ricco di informazioni di ottimo livello.

Vorrei se possibile qualche chiarimento sul criterio di scelta della velocità in una condotta forzata: nelle discussioni precedenti, a meno che non mi sia perso qualcosa, non ho trovato nessuna trattazione specifica. Magari la domanda è banale, in questo caso abbiate pazienza: sono un elettronico...

Mi è chiaro come si dimensiona il diametro di una condotta per la massima portata richiesta (applicazione micro hydro, attorno ai 20-30 KW) tenendo conto delle perdite di carico con la formula di Hazen-Williams, tuttavia ottengo come risultato diametri minimi in base ai quali la velocità ottenuta è abbastanza elevata (anche maggiore di 8 m/s).
Quindi dovrei aumentare il diametro della condotta per ottenere una velocità più bassa, e considerando che questo diventa un aumento di costo, mi servono dei criteri per scegliere il giusto compromesso.

Ecco quindi le mie domande:

1 - Ho letto in una discussione sul forum che si suggerisce un limite max di 1,5 m/s. Questo valore è "assoluto", ossia è consigliato per tutti i tipi di condotte in tutte le condizioni, oppure dipende da qualche fattore ? E' di derivazione empirica o ci sono tabelle e/o formule per i vari casi ?

2 - Lo scopo del fissare una velocità limite è legato solo alla necessità di avere moto laminare e non turbolento all'interno della condotta oppure ci sono altri aspetti di cui tenere conto ? In questo caso va bene scagliere la max velocità limite per cui si ha ancora moto laminare ? Se sì come la si calcola ?

Vista la mia inesperienza qualsiasi info - anche se per voi è ovvia - sarà utile. Grazie a tutti !

E' probabile che hai commesso un errore nei calcoli, forse hai calcolato la portata di quel tubo con pressione residua 0.
In realtà la pressione residua serve in turbina e tu devi contenere le perdite di carico in condotta.
La velocità è esponenziale per questo si parla di 1.5 mc/sec sulla portata ordinaria accettando un valore maggiore sulla portata massima occasionale.

Benvenuto tra noi.
Spes

Grazie Spes per la tua risposta.
Ti riporto un esempio del calcolo che ho fatto, giusto per capire se ho sbagliato i conti o se non ho capito niente e sto andando completamente fuori strada...

Uno dei casi possibili era: salto 20 m, portata richiesta 200 l/s, lunghezza condotta 200 m.
Secondo la formula mi risultava (con coefficiente di scabrezza 150 per tubi in PE o PVC) un diametro minimo di 210 mm, con una velocità di 5,8 m/s circa.
A questo punto, per arrivare a 1,5 m/s, avrei dovuto aumentare il diametro a 410 mm circa.

Questo calcolo ha senso ?

Ciao Asdon, sono un po' di corsa ma ti confermo che a vista è corretto avere un DN 400 con portata di 200 l/s.

Originariamente inviata da Asdon

1 - Ho letto in una discussione sul forum che si suggerisce un limite max di 1,5 m/s. Questo valore è "assoluto", ossia è consigliato per tutti i tipi di condotte in tutte le condizioni, oppure dipende da qualche fattore ? E' di derivazione empirica o ci sono tabelle e/o formule per i vari casi ?

In linea di massima puoi prendere a riferimento la formula

v=0.125*SQRT(2*g*H)

dove H è il carico a disposizione (salto geodetico).

2 - Lo scopo del fissare una velocità limite è legato solo alla necessità di avere moto laminare e non turbolento all'interno della condotta oppure ci sono altri aspetti di cui tenere conto ? In questo caso va bene scagliere la max velocità limite per cui si ha ancora moto laminare ? Se sì come la si calcola ?

Lo scopo è limitare le perdite di carico, in genere si cerca di contenerle fra il 5 e il 10%. Se aumenti il diametro aumenta il costo della condotta, ma hai la possibilità di produrre una maggiore quantità di energia.

Il calcolo che hai riportato conferma l'ipotesi di Asdon: hai imposto una perdita nella condotta pari al carico che hai a disposizione, ma questo implica che all'uscita l'energia a disposizione sarà nulla. Se imponi una perdita di un metro (cioè 5m/km) ricavi un diametro di circa 400 mm.

Originariamente inviata da Asdon

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Uno dei casi possibili era: salto 20 m, portata richiesta 200 l/s, lunghezza condotta 200 m.

Questo calcolo ha senso ?

Ha senso se dovevi fare un acquedotto con servizio semplice all'estremità ed acqua ad efflusso libero, l'attrito nel tubo si dovrebbe "mangiare" i 20 metri disponibili.

Per portare in turbina almeno 18 metri devi cercare di perdere il meno possibile per strada; cerca di perdere non più di un metro in condotta e non più di un'altro in perdite localizzate tipo curve o valvole.

Adesso rimetti i tuoi numeri e vedi cosa ti esce fuori.

Spes

Originariamente inviata da Hydraulics

Il calcolo che hai riportato conferma l'ipotesi di Asdon [...]

Scusate, volevo scrivere Spes. L'età avanza...