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Velocità max acqua nelle condotte forzate

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  • 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 !

  • #2
    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

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    • #3
      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 ?

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      • #4
        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.

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        • #5
          Originariamente inviato da Asdon Visualizza il messaggio
          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.

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          • #6
            Originariamente inviato da Asdon Visualizza il messaggio
            ................
            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

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            • #7
              Originariamente inviato da Hydraulics Visualizza il messaggio
              Il calcolo che hai riportato conferma l'ipotesi di Asdon [...]
              Scusate, volevo scrivere Spes. L'età avanza...

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