ciao utenteinformato12 , secondo la formula di Hazen-Williams, con tubazione DN 1500 con scabrezza pari all'acciaio , con 32 metri di dislivello piezometrico e lunghezza tubazione 5000 metri mi viene circa 6300 l/sec ....

il doppio del calcolo da te riportato .. scusa tu che formule usi per il calcolo ? probabilmente sbaglio io

p.s. .. la formula di hazen -williams è una formula empirica( quindi tiene conto di parametri sperimentali), per diametri massimi di 1,8 metri

cordialmente

Francy

Mr.hyde nel tuo calcolo hai pressione residua pari a 0. Non rimane niente per la turbina. Utenteinformato secondo quello che scrivi sembra tutto corretto. Ti rimane un salto netto di 22 metri. Considerando che e' tutto fatto va benissimo così'Buon lavoroSpes

ciao spes , ho capito male la domanda , pensavo che il quesito fosse quanto puo' portare una tubazione in acciaio di quelle dimensioni con quel dislivello . . quindi non ho inserito nel calcolo la perdita di carico della turbina ...quanto dovrei inserire come perdita di carico? ...se al posto di 32 m faccio il calcolo con 22 m di dislivello piezometrico verrebbe 5,2 m3/sec , considerata gia' la perdita di carico dei 5 km di tubazione in acciaio .

Il tuo primo calcolo e' corretto per una condotta a " semplice servizio di estremità " Se sei su una rete potabile o irrigua va bene perché ti "mangi" il salto disponibile con le perdite in condotta e l'acqua arriva con pressione residua pari a 0. Nel caso di Utenteinformato avresti tanta acqua (6,3 mc/sec ) ma a pressione 0 che ti darebbe una potenza disponibile = 0

Si la mia osservazione era rivolta ad un calcolo "produttivo" e non di semplice trasporto ma grazie comunque per il contributo.

Ho calcolato appunto il livello massimo di risorsa che compensa l'aumento delle perdite di carico che ovviamente sono direttamente proporzionali.

Quello che volevo capire era se vi era alche riferimento normativo (CEI in particolar modo) che definisce un valore OTTIMALE di velocità di acqua dentro una condotta in pressione in acciaio.

Questo poiché sono sicuro che sullo stesso tracciato anche un'altra azienda ha fatto domanda di derivazione (si tratta non di aziende a conduzione familiare come la mia ma si società che depositano domande per poi essere pagate per ritirarle) ma ha chiesto meno acqua di quella che io ho intenzione di chiedere perché sostiene che più di ca. 1500 l/s in un DN 1500 non ci passano.

Per cui ho fatto i conti che ho scritto nel primo post.

Uso il forum perché io non sono ingegnere idraulico, ma industriale, ad abbiamo sempre curato "in house" tutti gli impianti perché ho paura a chiedere fuori per i "lupi assassini" che esistono.

buon giorno Spes , si hai ragione nel calcolo ho utilizzato la formula di Hazen-Williams per calcolo della portata di condotte in pressione ....

seguendo il tuo consiglio ho provato ad utilizzare la formula di Hazen -Williams per il calcolo della perdita di carico cadente

il risultato che mi viene è 3,115 m3/sec

grazie Spes , anche oggi ho imparato qualcosa in piu' , metto in valigia il bagaglio

cordialmente

Francy

utilizzando un coefficente di scabrezza 80 ( tenere conto in qualche modo dei giunto e tratti non rettilinei , anche se non si dovrebbe fare cosi)
una portata di 2,2mqsecondo induce una perdita di carico di 10mt, nella tubazione in oggetto
allo stesso modo se usi 120 come coefficente trovi 3,3mqsecondo, sempre a 10mt perdita di carico del tubo.
(oppo calcoli per esempio)
nella realtà la perdita di carico effettiva sarà determinata principalmente dalla conformazione del condotto: giunzioni, curve, ecc...
oltre i calcoli di massima che sono noti.
in condotte di diametro elevato basta poco per creare turbolenze che riducono il diametro effettivo di passaggio.

ma anche con 1mqsecondo @ 20mt (2bar) di salto residuo... si crea una potenza enorme.
certo che andrebbe sfruttata.

i dubbi sono altri.
di cosa stiamo parlando? dove?
stato della condotta?
dispositivi di arresto anti colpo di ariete?
sono curioso, puoi dirci di piu di questo progetto?

Non mi risulta, anche perchè se ci passano 6 mc/sec per acquedotto, ci passano anche 3 mc/sec per uso energetico, semmai è da verificare la resistenza della tubazione a pressione, ma in questo caso mi sento di dare per scontato che è verificata.

Limitandomi alla tua domanda posso farti vedere una centrale con condotta 1500 di lunghezza 1500 in funzione da quasi 50 anni a sevizio di una centrale che ha una concessione di 5 mc/sec e che lavora costantemente alla portata nominale derivabile (diciamo in realtà ca. 4.7 mc/sec.). Quest'impianto produce 43 GWh/annui tutti gli anni.

Certo mi dirai che 5 km non sono 1.5 km, ma anche che 3 mc/sec non sono 5.

Per quanto riguarda la concorrenza bisognerebbe capire cosa ci fà una condotta da 1500 lunga 5 km sola soletta con la possibilità di derivare a monte 10 mc/sec !!!!!!!
Deve fare altri servizi? Ci sono tratti sifonati? curve su opere idrauliche? stramazzi a monte?
Forse il concorrente ha visto la possibilità di evitare il registro? l'impianto su canale esistente lo farebbe un'amministrazione (500 kW di concessione) preferendo l'uovo oggi piuttosto che la gallina domani?

Come vedi il problema non è far passare l'acqua su un tubo che non puoi nemmeno progettare, ma solo verificare. Di solito in progettazione si preferisce contenere le perdite in un 3 - 5 % max del salto disponibile,nel tuo caso sei al 25%, ma la combinazione portata/salto = potenza disponibile è migliore.

Speso che da non ingegnere posso averti stimolato un pò.

Buon lavoro
Spes

ciao T-1000 ... volevo chiederti ... perche' scabrezza 80?

e su questa affermazione

in una tubazione di diametro elevato a mio avviso le perdite di carico sono inferiori se proporzionate ad un tubo dello stesso materiale di diametro inferiore , questo è palese

per le perdite di carico di gomiti valvole etc.. esistono delle tabelle

queste perdite di carico normalmente vengono sommate a quelle della tubazione ( nella fase di calcolo)

mi sbaglio forse?

no che non ti sbagli
80 per vedere, a spanne, come varia con quel diametro e quella portata la perdita di carico. per capire in quale regime è quella condotta a quella portata.

la perdita di carico è quella che è. non dipende dal diametro del tubo. ma dalla portata che attraversa quel tubo, con le sue caratteristiche note... e non note.
è la forza necessaria per mantenere la portata x nel condotto y.

nelle condotte di elevato diametro gia esistenti non è facile determinarla con un calcolo lineare.

Nel nostro caso le perdite di carico distribuite su 5000 metri rendono trascurabili quelle localizzate.

perdonami T-1000 ma non sono in accordo proprio su questo punto

non è cosi'

spiegazione : soprattutto in moto turbolento ,immagina di sezionare il tubo ... ora analizza che le perdite di carico si hanno grazie a quel filetto o comunque alla parte di liquido che è a contatto delle pareti della condotta ...
in proporzione ad un tubo di diametro superiore , il volume di acqua che fa' attrito sulle pareti della tubazione in rapporto al volume totale di passaggio è maggiore in un tubo "piccolo" rispetto ad un tubo "grande " ...spiegazione banale alla portata di tutti ..

per approfondimenti
e per intenderci ...

dai un'occhiata qui ,( libro universitario sulla Termofluidodinamica abbastanza autorevole) dove dice ..... a pari velocita' si hanno perdite di carico maggiori se il diametro della tubazione è piu' piccolo!

cordialmente

Francy

aggiungo ... che ho scritto "soprattutto in moto turbolento" , in quanto nel moto laminare la scabrezza non influenza il moto , quindi le perdite di carico non dipendono dalla scabrezza

inoltre inserendo i dati nella formula di calcolo perdite di carico in tubazioni (Hazen) , un tubo DN 1500 in acciaio puo' portare (con lunghezza tubazione 1000 metri e pressione di 30 m.c.H2O) 14,6 m3/sec.
ci si aspetterebbe ( se fosse come dici tu ) che per avere la stessa portata in una tubazione DN 150 basterebbe decuplicare la pressione in metri di colonna d'acqua( cioè 300 m.c.l.)

... invece

per avere la stessa portata dovresti avere questi metri di colonna di liquido .... 2.226.864... quindi se 1 bar equivale a 10,33 m. di colonna di acqua

1: 10,33 = x : 2.226.864

x= circa 215 MILA bar ??????????

questa piccola differenza è data proprio dal fenomeno che ho illustrato

Purtroppo non posso sfruttare la concessione poiché non è mai stata rilasciata quindi è idroelettrico tradizionale.

Oltre questo le condotte non hanno mai portato tutti e 6,3 m3 che possono portare ma hanno portato circa 2 m3 fino ad oggi.

Credo che possano portare ca. 3 m3 anche perché la velocità (come detto nel primo post) non sarebbe poi così elevata ed a queste velocità grosse problematiche di corrosione.

Purtroppo in questo settore ogni 10 concessioni presentate 9 sono di persone che non hanno nessun interesse a fare l'impianto ma solo a ricevere un bel gruzzolo per ritirare la domanda in concorrenza.

La condotta è sempre stato sottodimensionata ma è sempre stata in pressione e credo che sia sostenibile occuparsi di eventuali riparazioni che inevitabilmente avverranno negli anni.

Per il colpo di ariete penso di installare un vaso di espansione dimensionato sul sistema bypass.

la velocità non è problematica solo per la corrosione, ma per l'arresto del flusso. accidentale o voluto.

1) un tubo di un impianto o una condotta come questa dovrebbe regimare sempre in moto laminare. lo puoi verificare con il numero di REYNOLDS, ma normalmente con velocità del flusso inferiore a 1,5 è laminare ovunque. controlla.
2)certo... la velocità del fluido deriva dalla portata rispetto alla sezione nel punto dove intendi misurarla.
non puoi paragonare la velocità in tubi di diametri diversi ... ipotizzando la stessa portata.
è ovvio che il diametro inferiore introduce maggiori perdite di carico... a parità di portata ( per via della velocità piu alta dovuta a una sezione di passaggio minore)

la variazione di velocità media di un impianto/tubo che stai osservando/progettando, è dovuta a variazione di portata.
ma puoi rilevare la velocità in un punto preciso di un tubo, ad esempio una valvola, che puo essere anche rilevante... a causa di una variazione della sezione di passaggio...
un impianto può avere velocità media di 1,5, ma avere in corrispondenza di una valvola velocità 5, solo perchè il meccanismo di questa riduce in quel punto la sezione di passaggio!
quindi cerchiamo di capirci e di parlare della stessa cosa.

la perdita di carico è quanta forza (intesa come pressione) è necessario applicare per ottenere quella portata, in quel punto del tubo/condotta.
oppure stai esaminando l'intero impianto / tubo, la perdita di carico complessiva.

il passaggio da moto laminare a quello turbolento, determinato da una variazione di velocità... ovviamente diminuisce la superfice netta di passaggio equivalente... incrementando esponenzialmente la perdità di carico.

3) come le perdite di carico non dipendo dalla scabrezza????
assunto che in un tubo si dovrebbe avere sempre un regime laminare, la "rugosità" della superfice interna determina in modo significativo la perdita di carico complessiva di un impianto.
addirittura cambiando tipo di tubo ( da acciaio a pvc) spesso si possono ottenere le stesse prestazioni con un diametro inferiore !
ora se analizzi la perdita di carico concentrata in un punto... ok le differenze sono minime... ma su una tratta lunga.. un impianto.. la rugosità interna determina piu o meno perdita di carico.

in questo caso, ad esempio, se la condotta lunga 5kw invece che in acciaio fosse in cemento, cioè con indice di scabrosità ben piu basso... avresti la stessa perdita di carico a pari portata??
prova a calcolare.

4) se ragioni cosi, da quel tubo la pressione di uscita è zero.

scusa ma io non affermo che aumentando la pressione puoi fare transitare la stessa portata in un tubo piu piccolo, in assoluto e all'infinito!
cioò può avvenire fino a che la velocità media è bassa.

appena posso rispondo , comunque tu avevi scritto

invece sul mio libro di fluidodinamica c'è scritto:

a pari velocita' si hanno perdite di carico maggiori se il diametro della tubazione è piu' piccolo!

punto!

poi se vuoi svincolare il discorso poco mi importa

non svicolo, ora ho capito, non sò perchè in quel punto ho aggiunto "non dipende dal diametro"
forse davo per scontato che stavamo parlando dello stesso tubo.. ma effettivamente rileggendo è errato.

la perdita di carico, complessiva di un impianto o specifica in un punto dipende certamente dal diametro.
ma il diametro... cioè la dimensione è un parametro fisso.. è quella che è... se l'impianto esiste gia...

ovviamente mi sono espresso male.

Ragazzi non vi accaldate !!

Pensiamo agli impianti idroelettrici e non alla teoria !!

tranqui, mrhide è una personcina per bene.

dove si trova questo impianto???

Una volta finita la procedura di concorrenza vi dirò tutto !!

Spero che riuscirò con la mia idea di sfruttamento a far scalzare questi mangia soldi assassini che bloccano tutto per qualche decina di migliaia di euro !

il concorrente ha scelto meno acqua ovvero 1000 l/s per una condotta da 1500..per me in questo caso è sfruttata male la risorsa e la condotta poiché ce ne posso mettere 3000 l/s e ottimizzare al massimo il tutto come vi ho chiesto consiglio !

Vi terrò aggiornati sul tutto e spero che si possa andare avanti.

...scusate ... va bene T-1000 .. abbiamo risolto l' incomprensione

penso che abbiamo finito la procedura di concorrenza ... mi scuso con i presenti se alle volte sono un po' antipatico e precisino

Francy .)

probabilmente limitano la portata per avere margini adeguati di sicurezza. ma non solo
una turbina piu piccola che lavora con una pressione maggiore (minore perdita di carico della linea 5km) ha certamente un rendimento idrualico migliore, e piu costante. E costa meno. e lavora sempre.... quando invece una turbina dimensionata per 3mqsec, diviene poco
efficente a 1/3 della portata nominale.
potrebbero motivare, e magari hanno ragione, un migliore sfruttamento dell'invaso anche in periodo secco.
certamente le opere idrauliche per il sistema/bypass di arresto e la centrale, dimensionate per una portata un 1/3 della tua... costeranno meno.

Però nel primo messaggio si parlava che ha monte ci sono sempre disponibili 10 mc/sec.
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Facciamo un semplice calcolo
Salto lordo 32 metri
Perdite continue con 1 mc/sec = un metro; il salto netto diventa 31 mt.
Perdite continue con 3 mc/sec = 8 mt.; il salto netto diventa 24 mt
Trascuriamo le perdite localizzate

Abbiamo una potenza idraulica pari a:
P=1*31*9.81= 304 kW oppure P=3*24*9.81= 706 kW

Triplicando la portata ho più del doppio in potenza e, non so voi, ma io preferisco quest'ultima.

Domanda:
Può essere che molto banalmente il concorrente ha letto su qualche libro che le perdite devono essere contenute intorno al 3% ed ha semplicemte considerato che il 3% di 32 metri fà circa 1 mt. ?

Scusate se vi lascio sempre con le domande.

Un saluto
Spes

non è un invaso artificiale semplicemente acqua fluente.

Credo che l'interpretazione di Spes sia corretta..in modo semplicistico ha fatto un conto partendo dalla letteratura.

In riferimento ai costi maggiori come detto da T-1000 credo che in una procedura di concorrenza non si guardi quanto costano le opere ma quanta energia si può produrre

a maggior ragione se non è un invaso... sei certo che tutto l'anno ci sia disponibile 3mqsec?

e se fosse bisogna comunque valutare i costi rientri di un impianto tre volte piu grande.....

in ultimo (per finire di fare l'avvocato del diavolo) il punto di consegna alla rete elettrica quale potenza può ricevere?
perchè una centrale di trasformazione da 500kw ha un costo un pelino diverso da una con picco da 2000kw.
la rete elettrica in quale tensione è al punto di consegna previsto?

sisi certo l'acqua è quella da decenni !

Fai benissimo a fare l'avvocato del diavolo e ti ringrazio.

La linea del gestore è a 20.000 V e la consegna è obbligatoria in MT avendo entrambi potenze di immissione superiori a 100 kW.

I conti economici li faccio al prezzo medio dell'energia sul mercato (60€ MWh) gli incentivi non li considero proprio data la situazione.

Quando abbiamo presentato i progetti nel settore idroelettrico (si contano sulla punta di una mano) abbiamo sempre seguito la regola del miglior sfruttamento della risorsa proprio per evitare che, in concorrenza, ti venga sfilata l'idea e questo INDIPENDENTEMENTE dai costi da sostenere e da altre variabili che il RD 1775 non valuta.

Nel caso specifico per esigenze di varia natura l'impianto può lavorare sicuramente 8 mesi l'anno e il resto del periodo stiamo vedendo cosa poter fare.

I conti che ho fatto sono almeno 350.000 € la turbina più 200.000 tra le altre opere accessorie (quindi Cabina MT, canale di scarico e varie ed accessorie).

Quindi in ritiro dedicato l'impianto (anche se lavora 8 mesi ) si ammortizza senza problemi in tempi brevissimi.

non so di preciso il limite, ma la 20kv non può accettare grosse potenze, dipende in quale punto della linea elettrica di vai ad immettere, ed il dimensionamento dei cavi aerei presenti.
è stato valutato questo?
è stato sentito il distributore locale x parere positivo ad immetere oltre 300kw / 500 kw in un punto gia esistente di una linea?
oppure questi ti possono dire che il punto di imissione non supporta la potenza di picco che tu hai in mente... e ti devi fare una tua linea fino al punto di immissione che ti dicono loro.....

inoltre:
anche se hai quella portata 3mqsec, disponibile tutto l'anno.... perchè ora dici 8 mesi?
non è piu semplice progettare una generazione con due turbine e due generatori in questo contesto... ed avere ridondanza e ottimo rendimento a portata ridotta???

in futuro potrebbe essere sempre piu interessante potere produrre sempre, che produrre tanto ma solo in un certo periodo.
rischi anche di non riuscire ad immettere tutta la potenza che potresti produrre... in alcune ore del giorno quando la linea è gia sovraccarica

Non ci sono problemi con ENEL da questo punto di vista !

Abbiamo avuto anche la qualificazione ENEL per eseguire lavori sulla linea tempo fa quindi da questo punto di vista siamo coperti e a linea in questione può tranquillamente sopportare una potenza immessa di oltre 3 MW.

La portata è di 8 mesi poiché quella condotta poi viene usata per mandare l'acqua al potabilizzatore in quei mesi ! ma siccome ne usano poca pensavo di far transitare comunque tutti i 3 mc e dare a loro quella di cui hanno bisogno e utilizzare io il residuo.

Quando parli di due turbine intendi una che lavora con 3mc e una che lavora a portata ridotta per la restante parte dell'anno ?

no parlo di due turbine che in tutto arrivano a 3mcsec
e volendo differenziate.. esempio una da 1 e una da 2.
cosi puoi sempre produrre.
una turbina progettata per 3 metrialsec gia al 60% della portata ha velocità troppo basse.. e non trasferisce na cippa.

Potrebbe essere un'idea.

Unica cosa che mentre il flusso negli 8 mesi lo ho chiaro..nei mesi restanti non ho idea di quanto possa essere però in base a quanto sarà potrei decidere di utilizzare la turbina da 1 o la turbina da 2 se ho portate superiori a 1 ed inferiori a 2.

Oppure potrei usare una turbina banki (di cui sono innamorato): so che non lavora come una francis (a livello di efficenza) ma dovrei calcolare se la differenza di efficenza tra una (o due) pelton (che userei per il caso in oggetto) e una banki sarebbe compensata dall'acquisto di due turbine.