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Dimensionamento Vasca di Carico

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  • Dimensionamento Vasca di Carico

    Buongiorno a tutti,
    sto progettando il mio secondo impianto idroelettrico. Si tratta di un impianto ad acqua fluente, 1 m^3/s di portata max, 30 m ca. di salto. Con tutta probabilità l'acqua verrà captata in corrispondenza di una briglia esistente tramite griglia Coanda, quindi verrà convogliata nella vasca di carico collocata a lato briglia, verso valle.

    Domanda 1:
    Quale criterio uso per dimensionare la vasca di carico?

    Domanda 2:
    Il torrente ha un alveo sassoso per questo motivo ritengo di poter evitare un dissabbiatore. Siete d'accordo?

    Grazie a tutti.

  • #2
    Ciao,
    ti sconsiglio di evitare il dissabbiatore perchè anche se l'alveo è sassoso questo non vuole dire che il trasporto solido in sospensione non sia importante e se non lo eviti la vita della macchina idroelettrica diminuisce.
    Al più vista la coanda puoi evitare il tratto per lo sghiaiamento.
    Comunque fossi in te ci penserei bene per la coanda.
    A parte i costi, con il salto che hai con una griglia coanda perdi almeno un metro di salto utile rispetto ad una griglia a trappola. E un metro per te è il 3% del salto disponibile.
    Se non lo perdi vuol dire che alzi un muro dietro ma se lo fai comunque non vedo grossi vantaggi visto che potresti aumentare il salto in quel modo.
    A mio parere le coande sono ottime per luoghi remoti e per evitare lo sgrigliatore più che il dissabbiatore, anche se i profili sono delicati e i costi abbastanza alti.
    Per un dimensionamento di massima del dissabbiatore puoi far riferimento al manuale dell'idroelettrico dell'ESHA.

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    • #3
      Aggiungo che se l'alveo è sassoso non significa affatto che nel trasporto solido non ci sia sabbia...

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      • #4
        Ok,
        accolgo il tuo spunto di riflessione, e rivaluto la coanda. Per il dissabbiatore invece il problema è che non ho dati sul trasporto solido del torrente, sai se esistono database/ricerche/studi sui torrenti del nord Italia? Comunque mettiamo di installarlo, considerato che ci sarà una Francis, separare fino a 0.7/0.8 mm può andare?
        Per quanto riguarda invece la vasca di carico vera e propria, qualcuno ha suggerimenti sui criteri di dimensionamento?
        Grazie a tutti!!

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        • #5
          Io non metterei una Francis su un 'impianto ad acqua fluente soprattutto per i seguenti motivi : rendimento scarso sotto il 50 % della portata , prezzo elevato , erosione elevata con acque torbide quindi dimensionamento e costi del dissabbiatore elevati .
          Una macchina simile da 200-250 kW può essere fatta in modo diverso ,forse con un rendimento massimo inferiore ,ma più costante e con costi di manutenzione -sostituzioni bassi .

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          • #6
            Ciao Sandro, grazie per il consiglio. Quindi cosa consigli al posto della Francis? Una Turgo? A livello di erosione per trasporto solido è anche peggio della Francis ma la curva di rendimento è meglio. Sinceramente non mi viene in mente nient'altro....

            Comunque, a parte la scelta della Turbina che non mi preoccupa più di tanto qualcuno mi sa indicare un procedimento o almeno darmi uno spunto di riflessione per dimensionare la vasca di carico?

            ciao
            Ultima modifica di jaccio404; 26-03-2014, 17:23.

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            • #7
              Penso che una ossbergher sarebbe la scielta più azzeccata ! Fossi in te mi proccuperei molto più della macchina che di un casello in calcestruzzo ! Il volume della vasca di carico dipende esclusivamente dal sistema di regolazione di portata della turbina ; Più è grossolano o a gradini ,maggiore deve essere il volume della vasca , non va poi sottovalutato l'impatto ambientale e le difficoltà di realizzazione .
              Per il sistema di decantazione no , parti dal concetto che a nessuna turbina fa bene la sabbia e il limo ,e che una macchina a reazione ha dei costi d'intervento molto alti rispetto ad una macchina ad azione .Un dissabbiatore ben dimensionato e con un sistema di pulizia automatico è un giusto presupposto da cui partire , bene la coanda che aiuta molto sui corsi d'acqua a regime torrentizio .
              sandro

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              • #8
                Ciao Sandro,
                sinceramente non l'avevo proprio considerata la crossflow, ma sicuramente ci faccio un pensiero! Per la vasca di carico invece credevo che il suo ruolo principale fosse nella fase di avviamento dell'impianto, perchè comunque nella fase di regolazione del livello di monte e della portata, che immagino avvenga con un sistema di controllo retroazionato, gli incrementi di apertura/chiusura dell'ugello o dello statore (per le Francis) pensavo che fossero trascurabili. Quindi a questo punto farò un dimensionamento di massima conservativo, poi quando scelgo la macchina rivedo gli ingombri della vasca su specifica del costruttore. Per il dissabbiatore invece per ora lo dimensiono per separare fino a 0.7 mm poi rivedrò anche quello quando avrò scelto la macchina!

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                • #9
                  In linea prettamente _teorica_ la vasca di carico va dimensionata minimo 3 volte in piu' del volume d'acqua contenuto nella condotta di adduzzione alla turbina.
                  In pratica quando apri la saracinesca della condotta , ( a condotta vuota) la vasca non si deve svuotare!
                  Poi va da se che si deve fare come si puo', in base ai vincoli , alla possibilita' di realizzarla, ecc ecc..
                  Ciao,


                  -Illo41100-

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                  • #10
                    Ciao ILLO,
                    3 volte il volume della condotta???? Mi viene 1650 m^3, un piccolo condominio!! Non credo di starci ... Seguendola tua seconda osservazione invece: se apro la paratoia di carico piano piano riesco a riempire la tubazione completamente senza svuotare la vasca di carico e quindi senza inglobare aria, poi quando il tubo è pieno apro il valvolone di macchina (o eventualmente la spina) e la turbina inizia a girare, poi al momento giusto attacco l'alternatore e porto tutto a regime. In alternativa potrei fare anche così: una volta che il tubo è pieno porto la turbina regime (usando l'alternatore come motore) e apro il valvolone di macchina così evito eccessivi carichi... come vi sembra, è corretto? questo è il primo impianto a media caduta che progetto quindi ho alcune incognite...

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                    • #11
                      Non conosco le dimensioni dell'impianto ... ma la vasca serve anche per avere una riserva d'acqua per piccole variazioni della portata...

                      Certo puoi controllare tutto elettronicamente , ma e' molto "forzata" come soluzione : le valvole non sono instantanee (cioe' potrebbe succedere che la valvola non chiuda per tempo ) il controllo elettronico deve molto accurato, e potresti avere frequenti "fuori parallelo".

                      Tieni presente comunque che se hai un canale per caricare la vasca , anche quello va conteggiato...

                      Ogni impianto fa storia a se....

                      Se vuoi una formula piu' precisa per calcolare il volume minimo da assegnare alla vasca, è quella per la quale la condotta va a regime (nel tempo di avviamento t):

                      Ta= L * v / g / h

                      dove:

                      L = lunghezza della condotta
                      v = velocità dell'acqua in condotta
                      h = salto lordo turbina
                      Q = portata

                      Il tempo T per il quale si hanno le condizioni di regime è pari a circa 3 volte il valore di Ta; risulta pertanto necessario un volume minimo teorico pari a

                      V= 3 * Ta * Q

                      P.S. = Ma un'ingegnere idraulico no ?
                      Ultima modifica di illo41100; 27-03-2014, 21:13.
                      Ciao,


                      -Illo41100-

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