Variatore di velocià turbina coclea

[giorgiokawa]

Ciao Mat, il discorso fatto è un discorso da bar, ma io sono realmente "preoccupato" per l'acquisto futuro che forse dovrò fare ed è per questo che voglio approfondire il più possibile raccogliendo informazioni dappertutto per capire come fare una corretta valutazione a prescindere da chi sia il proponente. Le informazioni che mi stai dando sono preziose e per questo non posso altro che ringraziarti e mi aiuteranno, come spero ad altri, a cercare di non prendere cantonate. Chiunque ha informazioni su come valutare un'offerta di una coclea e vuole darmi delle dritte mi sarà veramente di aiuto. Quando sarà il momento mi piacerebbe poter esporre in questo trd le proposte che mi verranno fatte per rendere edotti tutti di quel che c'è in giro; vi terrò informati.

[matasnic]

Ciao Giorgio,

hai ragione ad essere preoccupato, te come tanti altri e proprio per questo motivo che cerco di seguire il forum più attivamente possibile.
Ora che di grossi impianti non se ne fanno più tutti si stanno concentrando su piccoli impianti e dove ci sono bassi salti la coclea diventa una macchina molto interessante ... quindi, pur di lavorare, tutti sono diventati degli esperti su macchine che fino a qualche anno fa erano considerate delle bufale ... quindi devono fare esperienza e su chi la fanno? sul povero privato e questo non mi piace!

Solo il fatto che negli ultimi 4 anni siano nate in italia ben 5 ditte che producono coclee per l'idroelettrico la dice lunga, senza contare gli ing. che si vantano lunga esperienza ...

La coclea sarà anche un pezzo di ferro che gira (come la definiscono molti) ma 10 cm di errore nei calcoli dei tiranti idraulici su un salto di 2 metri vuol dire 5% in meno di produzione! (guarda la discussione "Confronto Coclea/ kaplan" ... sono dati che ho ricevuto )

Tutti dicono che hanno un rendimento basso ... da un certo punto di vista hanno ragione, guarda la coclea nel filmato, in ingresso il livello dell'acqua è minimo 30-40% meno del livello ottimale ma allo scarico il livello è circa quello ottimale ... quindi quando in ingresso la portata arriverà a quella di progetto (riempirà quindi la coclea) a valle facilmente il livello si alzerà ed andrà a frenare ulteriormente le spire facendo quindi diminuire il rendimento!

Vuoi un consiglio su come evitare certi problemi, semplicissimo! Chiedi un lavoro chiavi in mano così la ditta che realizza la coclea si dovrà assumere le responsabilità dei calcoli idraulici e della costruzione (ripeto pochi centrimetri ti cambiano tanto!!), in questo modo il lavoro teoricamente sarà svolto nel miglior modo possibile e quindi tu sarai più tutelato. Inoltre avranno una maggiore esperienza rispetto all'ing. di turno che lo vede per la prima volta.

Se ti serve una mano, a te come a tutti quelli che leggono, io sono sempre ben disponibile e non ho nessun problema di bandiera a patto che le cose siano su un discorso tecnico reale e non puramente economico.

ciao

Mat

P.S. un giorno una persona(che vanta molta esperienza) mi raccontanva di una ditta che stava facendo delle prove con generatori a magneti permanenti e che essendo molto complessi era molto difficile gestirli (ne hanno bruciato minimo 2!!) io gli ho posto la seguente domanda: "te sali sulle funivie" ... risposta "certo" ... allora ho replicato "quante volte sei rimasto appeso perchè si è bruciato il motore?" ... risposta "mai". Peccato che molte funivie/seggiovie usino questa tecnologia, il primo impianto risale al 2000 o 2001, la differenza è che le ditte che realizzano certi impianti (entrare nel settore funiviario non è facile e bisogna avere delle ottime referenze) hanno esperienza e sanno come lavorare mentre chi si improvvisa "esperto" si trova di fronte ad un sacco di problemi!!

[illo41100]

Che si abbia una'aumento di produzione della gestione della velocita' della coclea , penso sia ampiamente comprovato.
Pero'
questo discorso va poi inserito nel contesto dell'installazione, ossia
dalle portate che si hanno e dalle durate nell'arco dell'anno.
Alla fine si tratta sempre del solito rapporto costi - benefici.

[matasnic]

Che si abbia una'aumento di produzione della gestione della velocita' della coclea , penso sia ampiamente comprovato.

Alla fine si tratta sempre del solito rapporto costi - benefici.

Ciao Illo,

"ampiamente comprovato" non lo darei per scontato al 100%, l'affermazione a cui mi riferivo è stata fatta ad una fiera da un personaggio di rilievo lo scorso anno!

Concordo pienamente sul discorso costi-benefici, come già detto tutto dipende dalle caratteristiche del salto e dalla curva di portata e da un pò di esperienza!

Per dire la coclea del video monta delle cinghe tra generatore e moltiplicatore ... se si guarda dal punto di vista rendimento non hanno senso perchè sottraggono un bel 5% di rendimento (se va bene) forse aiutano quando si fa il parallelo con la rete ma sarebbe molto più comodo ed economico montare un soft-start da usare in avvimento ed accoppiare direttamente il generatore al moltiplicatore.

Ma ... c'è un altro aspetto importante da valutare, se per caso il canale ha 2 portate (i canali irrigui di solito hanno la portata invernale ed estiva) con 2 coppie di pulegge magari si riesce a gestire la differenza e mantenere il livello di monte sempre prossimo al valore di maggior rendimento. Questo potrebbe permettere di recuperare a fine anno il minor rendimento del sistema. E sicuramente c'è qualcuno che legge che concorderà con me visto che l'idea delle 2 pulegge l'ha avuta lui!!

Piccole valutazioni da fare, ma che sono importanti!

ciao

Mat

P.S. pur essendo un sostenitore della velocità variabile per diversi fattori, sono anche il primo a sconsigliarla dove non serve. E' bello avere una cosa tecnologicamente avanzata solo nel momento in cui serve veramente, questo è il mio pensiero.

[Progettista]

Progettista non sono d'accordo con te, il rumore che senti è lo sbattimento dell'acqua in uscita dalla turbina che "cozza" con la sponda in cemento e non in entrata, difatti nel video l'ingresso dell'acqua da sopra che si vede ad un certo punto è lineare e senza nessun rumore. Per il discorso dell'impatto visivo non pensare che un'elica (kaplan) sia visivamente meno impattante, è vero che non vedi direttamente la turbina ma vedi tutto quel che ci sta fuori che è più voluminoso rispetto alla coclea (sgrigliatore con relativo nastro trasportatore e cassonetto per raccogliere le schifezze che tira fuori.... che non è proprio un bel vedere). Per l'efficienza sono d'accordo con te che la kaplan è più efficiente, ma su un impiantino così la realizzazione sarebbe tanto più onerosa sia economicamente che di gestione con un incremento di produzione che non penso giustifichi la spesa.

Ciao Giorgio,

perdonami, ma il rumore pulsante e' quello delle "pale" che sbattono sull'acqua del pelo morto inferiore (vedi spruzzi). Io non ho fatto riferimenti al pelo morto superiore (ingresso acqua in macchina che sembra accettabile).
Quindi lo ritengo un difetto di progettazione, per il rumore vedremo che dicono gli abitanti della zona ... 150 mt di distanza circa.

Non ho menzionato Kaplan ma bensì elica (non a caso visto che si tratta di canale a portata costante praticamente 365/365).

Il fatto di aver 1 trasmissione a 2 stadi la ritengo inopportuna per questo tipo di impianto.
Personalmente avrei suggerito la trasmissione diretta accoppiata ad un generatore a magneti permanenti, con relativo inverter. Vi sono in commercio fino a 30 kW (a produzione std) di derivazione eolica.

Ingombri della centralina:
vediamo se ri-trovo un vecchio disegno d'assieme di una Francis per un salto di 1,9 m di De Pretto, dove gli ingombri sono minimi.


Purtroppo non sono riuscito ad "intervistare" il proprietario dell'impianto per chiedergli lumi riguardo al rendimento complessivo della centralina.

Dati salienti, vediamo se a breve riesco a recuperarli


Saluti
Progettista

[illo41100]

P.S. pur essendo un sostenitore della velocità variabile per diversi fattori, sono anche il primo a sconsigliarla dove non serve. E' bello avere una cosa tecnologicamente avanzata solo nel momento in cui serve veramente, questo è il mio pensiero.

Vedo che abbiamo lo stesso pensiero....

[giorgiokawa]

Ciao Progettista, viste le tue considerazioni sarebbe davvero bello se riuscissi a parlare con il proprietario per capire fino in fondo le sue scelte, magari tutto deriva da sue scelte esclusivamente economiche e non per forza dal progetto sbagliato mi spiego:
non è detto che il moltiplicatore di giri a cinghia, l'assenza di un inverter, la velocità di rotazione elevata etc siano forzatamente delle "dimenticanze" di progetto, potrebbe essere il caso che il proprietario, giusto sbagliato che sia, abbia scelta la via dell'economicità di realizzazione a discapito dell'efficienza dell'impianto, imponendo ad esempio una determinata velocità per garantire una portata costante anche a basso livello piziometrico (per il consorzio irriguo), rinunciando ad un moltiplicatore a due stadi a favore di un più economico a cinghia, rinunciando all'inverter etc etc.
facci sapere!

[matasnic]

Ciao Giorgio,

Io non ho fatto riferimenti al pelo morto superiore (ingresso acqua in macchina che sembra accettabile).

(non a caso visto che si tratta di canale a portata costante praticamente 365/365).

Ciao Progettista,

permettimi di fare una piccola precisazione, ho estrapolato 2 tue frasi che non possono stare assieme.

Se è un canale a portata costante 365/365, visto che tu suggerisci un'elica e non una Kaplan, (se è la portata del video) il livello a monte non è accettabile anzi è completamente errato per una coclea con quelle dimensioni.

Quindi ora ci sono 2 ipotesi che si possono fare, o il canale ha 2 portate o hanno sbagliato completamente il dimensionamento della coclea-impianto.

Io sono più propenso al fatto che il canale al momento del video fosse con la portata minima. A sostegno della mi tesi c’è il primo video dove si vedono chiaramente altri 2 segni di livelli sui muri. Il primo circa 15-20 cm sopra il livello dell’acqua il secondo che sembra molto più vecchio altri 15-20 cm più in alto. Se sono rimasti segni così evidenti vuol dire che sono regimi costanti e non dovuti ad eventuali fenomeni atmosferici.

Ipotizzando le dimensioni dell'impianto (salto di 2 metri, diametro coclea 2,5 metri circa da qui una portata di lavoro teorica di circa 2500 litri per un battente ottimale di circa 1 metro … ovviamente tutto ad occhio in base alle proporzioni che i sono fatto guardando i video) ti posso dire che la macchina sta lavorando con un livello a monte che è del 30-40% inferiore a quello ottimale e su un salto del genere può portarti a perdere a spanne dal 10-20% dell’energia potenziale.

Ovvio quindi che i rendimenti se calcolati con il salto si progetto sono inferiori … ma finchè ci sarà gente convinta nel dire che la coclea si adatta automaticamente alla frequenza di rete ed alla portata d’acqua senza dire che però ci sono delle perdite, sui piccoli salti, anche importanti continueremmo a vedere certi errori, continueranno ad esserci clienti scontenti, continuerà la nomea di macchine poco efficienti e via così!

Sull’impianto del video bastano poche centinaia di € si monta una coppia di pulegge nuove con un rapporto di riduzione tale da rallentare la macchina almeno del 30% dei giri, 40 meglio e vedrai che il livello a monte si avvicina a quello nominale, la produzione sale, il rumore diminuisce e tutti sono più contenti.

Per il cambio … sapere quando cambiarle, semplicissimo se è un canale ci sta qualcuno che lo regola e questo si può contattare e chiedere di essere informati. Il tempo di cambio … massimo qualche ora!

Ciao

Mat

P.S. ora però spero che qualcuno non si pensi di andarlo a proporre al cliente come consulenza magari a pagamento visto che mi è già successo di parlare, di dare dei suggerimenti e poi questi sono stati usati in modi poco corretti, e non mi riferisco a quello che riporto sotto.

La mia esperienza la metto a disposizione molto volentieri ... ma occhio che c'è gente molto "furba", qualcuno è addirittura arrivato a propormi una soluzione tecnica, come farina del suo sacco, che io avevo proposto ad altre ditte anni prima che lui pensasse di entrare nel settore!! detto questo detto tutto!

[matasnic]

non è detto che il moltiplicatore di giri a cinghia, l'assenza di un inverter, la velocità di rotazione elevata etc siano forzatamente delle "dimenticanze" di progetto, potrebbe essere il caso che il proprietario, giusto sbagliato che sia, abbia scelta la via dell'economicità di realizzazione a discapito dell'efficienza dell'impianto, imponendo ad esempio una determinata velocità per garantire una portata costante anche a basso livello piziometrico (per il consorzio irriguo), rinunciando ad un moltiplicatore a due stadi a favore di un più economico a cinghia, rinunciando all'inverter etc etc.
facci sapere!

Ciao Giorgio,

concordo sul fatto di economicità dell'impianto ma ... il moltiplicatore è presente e si vede chiaramente (dire 2 o 3 stadi ... secondo me 3 stadi), la cinghia c'è e a naso direi che non hanno un rapporto di riduzione molto differente da 1 (di solito li metti per attenuare i colpi quando fai il parallelo del generatore)

Ora in base a queste considerazioni ... riasparmiare si va bene ma su un impianto del genere 2 pulegge quanto possono incidere ... frazioni di punto percentuale ma portano sicuramente dei vantaggi a 2 cifre percentuali!

Non dico montare inverter se è un canale regolato anzi sono io il primo a sconsigliarlo ... ma 2 set di pulegge si, anzi lo metterei come clausola contrattuale in quanto una rotazione più lenta con quelle portate oltre ad aumentare la produzione (perchè guadagno salto) sicuramente avrei anche una riduzione del rumore (la pala entra più lentamente in acqua e senti meno l'effetto schiaffo)

ciao

Mat

[pioneer10]

...devo dire però che ho esperienza indiretta, per conoscenza di un proprietario di centrale, che usa "quelle tedesche" e che attualmente è in causa con loro perchè questi hanno sbagliato il progetto dimensionando male la coclea. Risultato: anche sotto inverter questa non riesce a "bere" la portata di concessione, ed esagerando con l'inverter nel tentativo di rientrare nei parametri di portata sono riusciti pure a bruciare un generatore.... .

Di solito il dimensionamento della macchina lo fa la ditta costruttrice con dati forniti da: Committente o Tecnico incaricato.
Quindi, pur non volendo difendere "i tedeschi", non mi fermerei su un caso specifico dove si sono verificati dei problemi.

Per lo sviluppo di un progetto idroelettrico cercherei di focalizzare l'attenzione sui dati di progettazione.

[Progettista]

Ciao Progettista, viste le tue considerazioni sarebbe davvero bello se riuscissi a parlare con il proprietario per capire fino in fondo le sue scelte, magari tutto deriva da sue scelte esclusivamente economiche e non per forza dal progetto sbagliato mi spiego:
non è detto che il moltiplicatore di giri a cinghia, l'assenza di un inverter, la velocità di rotazione elevata etc siano forzatamente delle "dimenticanze" di progetto, potrebbe essere il caso che il proprietario, giusto sbagliato che sia, abbia scelta la via dell'economicità di realizzazione a discapito dell'efficienza dell'impianto, imponendo ad esempio una determinata velocità per garantire una portata costante anche a basso livello piziometrico (per il consorzio irriguo), rinunciando ad un moltiplicatore a due stadi a favore di un più economico a cinghia, rinunciando all'inverter etc etc.
facci sapere!

Buonasera a tutti,

purtroppo ho trovato solo quest'articolo della stampa locale, Messaggero Veneto,

con alcuni dati:

Il futuro energetico di Udine passa anche dal recupero del patrimonio rappresentato dalle rogge». Ad affermarlo, ieri, durante l’inaugurazione della centrale idroelettrica di Sant’Osvaldo, è stato il sindaco Furio Honsell. «Le rogge hanno sempre rappresentato una marcia in più per la città – ha detto il primo cittadino –: un tempo erano una fonte di acqua ed energia inesauribile, oggi rappresentano l’opportunità per creare una città ecosostenibile. Sappiamo che la combustione delle fonti fossili libera anidride carbonica nell’atmosfera e vogliamo combattere questo fenomeno anche per centrare l’obiettivo europeo del “202020”, ovvero ridurre del 20 per cento le emissioni di gas a effetto serra, portare al 20 per cento il risparmio energetico e aumentare al 20 per cento il consumo di fonti rinnovabili entro il 2020».
Sfruttando un piccolo salto nel canale di Castions, la nuova centrale idroelettrica di via Campoformido garantirà l’energia elettrica a 80 famiglie, grazie a un’innovativa turbina (la prima in città) che produrrà 280 mila chilowatt/ora all’anno. «La portata nominale del canale di Castions è di 2.400 litri d’acqua al secondo, praticamente costante durante tutto l’anno – ha spiegato Giannino Bassi, proprietario e progettista dei lavori –. Il salto ricavato è di 2,15 metri, anche se sono stati installati sensori per mantenere il livello a non più di 1,27 metri sul fondo, portando così il dislivello a 1,9 metri per maggior sicurezza e per rimanere al di sotto della quota della parte degli argini rivestita in calcestruzzo».
La centrale è stata progettata per funzionare in modo completamente automatico ed è in grado di segnalare a distanza, tramite sistema Gps, qualunque anomalia e qualunque stato di rischio. E così, ieri, tutta Sant’Osvaldo si è stretta intorno a Giannino Bassi, progettista e proprietario della centrale Luchimada (acronimo dei nomi dei familiari). «In questa centrale - ha aggiunto - sfruttiamo una tecnologia innovativa basata sul principio sulla vite di Archimede». È toccato poi a don Tarcisio Bordignon, che già 16 anni fa aveva inaugurato la prima centrale di Bassi, rinnovare il rito religioso. «Un tempo era tutto più semplice – ha rimarcato Bassi –. La prova? Basti pensare che negli uffici del Consorzio bonifica Ledra Tagliamento, così come in Regione, giacciono decine di richieste inevase».


Pare che il proprietario abbia concepito personalmente la macchina.....


Vostri commenti sono benvenuti

Saluti

Progettista

[giorgiokawa]

come sempre chi scrive sui giornali non ha la più pallida idea di cosa sta scrivendo, raccolte 4 informazioni sentite qua e là per magia esce il pezzo bello gonfio di castronerie di ogni genere...
purtroppo non ci dice niente di concretamente sensato su quelle che volevamo sapere

[matasnic]

Ecco una coclea con poca acqua, la macchina è in mezzo alla campagna quindi nessun rumore di sottofondo.

http://www.youtube.com/watch?v=W8-jCj-w1fo

ciao

Mat

P.S. la coclea stava lavorando con l'inverter alla velocità minima perchè nel canale era presente la portata invernale, teoricamente stava girando a 10-11 giri/min.

Dati dell'impianto:
Salto 1.7 metri
Portata nominale 9500 l/s
Numero coclee 2
Potenza elettrica singola coclea 75KW

[matasnic]

Ciao Giorgio

Sul fatto produzione dell'impianto discusso davanti una birra, ....... devono ancora un bel pò di soldini (tanti) alla ditta con sui sono in causa.

Ciao Giorgio,

sul discorso sopra mi sono informato meglio e mi sono reso conto di aver ricevuto informazioni sbagliate ... vorrà dire che la prossima volta che passo da quelle parti ve la offrio io la birra!!

ciao

Mat

[giorgiokawa]

ciao Mat, una bella birra non si rifiuta mai! :-) per il discorso di cui sopra la persona mi sembrava sincera quando mi raccontava però sai sentendo comunque una sola campana non puoi sapere mai fino in fondo quale sia la "vera" verità, mi fa piacere leggere che non mi ha raccontato proprio tutte balle e grazie a te di avermelo indicato

ciao

[giorgiokawa]

Volevo sottoporre un quesito in merito alla costruzione delle coclee. Mi sono sempre domandato perché la coclee sono costruite adagiando trogolo e coclea su uno scivolo in cemento armato anziché essere realizzate autoportanti dentro un tubo. L'idea che mi sono fatto si rifà ai forni di cementeria, degli enormi tubi inclinati che ruotano sorretti in cima e in fondo ed esternamente sulla mediana se sono particolarmente lunghi. Utilizzando un sistema così non si avrebbero dei vantaggi sia in termini di produzione che di costi?; per la produzione non esisterebbe più trafilamento tra trogolo e spira perché sarebbero solidali l'uno all'altro e quindi potrebbe addirittura sparire il vincolo dei 25 gradi di inclinazione potendola piazzare teroricamente in verticale senza perdere nulla, ma anche inclinata si eviterebbero un bel po di costi di opere civili, basterebbe realizzare un plinto in cima e uno in fondo alla coclea per vincolarla senza dovere realizzare scivolo e spalle in cemento armato.

che ne pensate?

[itus]

Se non ho capito male dici di realizzare un tubo esterno che ruota solidale alle spire della coclea (interno), in rete avevo già visto un'immagine di un prototipo.
Da profano posso immaginare che l'acqua costretta a correre lungo tale tubo esterno incontri una certa resistenza ben maggiore rispetto a quella che si avrebbe rispetto al trogolo fisso (deve percorrere una lunghezza pari a circa il diametro per il numero di spire della vite), tutto questo si traduce in minor rendimenti.

Per quanto riguarda l'inclinazione non cambierebbe nulla perchè oltre un certo angolo l'acqua scenderebbe a valle "saltando" le spire della vite (anche se quest'ultima fosse ferma).

[Wilmorel]

Questi signori hanno realizzato la coclea descritta da GiorgioKawa, ma esistono progetti, modelli e realizzazioni storiche in legno, ed in tubo di plastica avvolto a spirale di epoca contemporanea (come pompe).
Per quanto riguarda la efficenza, sicuramente si ha il vantaggio della assenza dei trafilamenti fra spire e cassa, ma lo svantaggio di gravare i supporti del peso e spinta dell'acqua contenuta e dell'involucro, e non solo di albero e spire.

Plastic Hydro Dynamic Screw Power - YouTube

[giorgiokawa]

si, Wilmorel quello che intendevo è una cosa simile al link che hai mandato, sul discorso dell'efficienza, non so cosa possa valere il discorso del trafilamento in termini percentuali ma posso ipotizzare che possa essere la differenza che c'è di rendimento massimo tra una coclea e un'altro tipo di turbina a parità di salto e portata che non sarebbe per nulla male poter coniugare per esempio il rendimento di una kaplan con la semplicità di una coclea, per quanto riguarda la spinta dell'acqua questa esiste comunque anche nella coclea "normale" perchè è proprio grazie al vincolo della coclea e della resistenza longitudinale che essa offre all'acqua che viene generata la coppia rotativa di reazione, penso quindi che la differenza di spinta sia incrementata del solo peso dell'acqua contenuta che certo non è poca ma è solo questione di dimensionare i supporti in modo adeguato che penso abbiano un costo sicuramente inferiore che fare l'opera civile necessaria per l'alloggiamento di quella tradizionale.
Per il discorso di Itus, non sono d'accordo con te sul discorso che l'acqua "salta" le spire, le spire, alla fine, disegnano un'elica continua da cima a fondo e lo scorrere dell'acqua al suo interno genera la reazione rotativa, non può esistere salto tra una spira e l'altra ma solo scorrimento che genera la coppia di reazione, seguendo il tuo discorso la cosa varrebbe anche per una kaplan dove l'acqua salta le pale dell'elica, ma anche in quel caso si tratta di scorrimento tra le pale che avviene appunto per generare coppia motrice

[itus]

non sono d'accordo con te sul discorso che l'acqua "salta" le spire, le spire, alla fine, disegnano un'elica continua da cima a fondo e lo scorrere dell'acqua al suo interno genera la reazione rotativa, non può esistere salto tra una spira e l'altra ma solo scorrimento che genera la coppia di reazione, seguendo il tuo discorso la cosa varrebbe anche per una kaplan dove l'acqua salta le pale dell'elica, ma anche in quel caso si tratta di scorrimento tra le pale che avviene appunto per generare coppia motrice

Immaginati una coclea intubata messa in verticale e ferma... l'acqua passa!
La coclea è una macchina volumetrica e funziona convertendo l'energia potenziale direttamente in energia meccanica, la kaplan è una turbina e per il funzionamento effettua una conversione tra energia potenziale in cinetica e da questa in meccanica.
Le due macchine non sono minimamente paragonabili, la coclea è molto più simile ad una ruota idraulica, il funzionamento della Kaplan è ben più complesso e per comprenderne "seriamente" il funzionamento richiede approfondite conoscenze di idrodinamica.

[matasnic]

Ciao Giorgio,

la tua idea è già utilizzata da Spaans, ma per le turbine piccole. Pensa le macchine del tuo amico, sono macchine da circa 6000 l/s, fanno 0,3 giri al secondo quindi vuol dire che in coclea ci stanno qualcosa come 18.000 litri di acqua ... ora se la coclea è realizzata con il trogolo di cemento il peso dell'acqua si scarica sul suolo, se la coclea è realizzata in tubo questo devo sopportare tutto il peso, i cuscinetti pure e cosa non da poco l'imbocco a monte deve essere in grado di seguire tutti movimenti ...
Non so che differenza di resa ci possa essere, sicuramente interessante dove la percentuale di trafilamento risulta essere alta rispetto alla portata nominale ... ma penso che i costi per eliminarla forse siano maggiori dei benefici, specialmente su macchine grandi.
Sulle piccole qualcuno lo fa ... forse la conviene!

Ciao

Mat

[giorgiokawa]

Ciao Itus, seguendo il tuo discorso, se blocco l'albero di una kaplan e lascio il distributore completamente aperto e le pale anch'esse aperte ad esempio a 20 gradi, anche li l'acqua scorrerebbe in mezzo all'elica, il discorso della coclea ferma, cosi come una kaplan ferma è solo una questione di energia da applicare agli alberi per fermarle ma il principio fisico che "governa" la reazione sia lo stesso nelle due macchine, non vedo la coclea come surrogato della ruota, al massimo potrebbe essere un misto, mi sbaglio?

Mat, in effetti non avevo pensato a questi pesi.... forse hai ragione è una questione di dimensione, ho visto infatti la spaans dopo la tua segnalazione, interessante direi, chissà qual'è il limite a cui ci si riesce a spingere, sul loro sito non è specificato niente e quella che si vede se non sbaglio è 12kw, si potesse arrivare a superare la fatidica soglia dei 20kw per cedere l'energia in rete sarebbero da prendere in seria considerazione per le piccole derivazioni

[itus]

Ciao Itus, seguendo il tuo discorso, se blocco l'albero di una kaplan e lascio il distributore completamente aperto e le pale anch'esse aperte ad esempio a 20 gradi, anche li l'acqua scorrerebbe in mezzo all'elica, il discorso della coclea ferma, cosi come una kaplan ferma è solo una questione di energia da applicare agli alberi per fermarle ma il principio fisico che "governa" la reazione sia lo stesso nelle due macchine, non vedo la coclea come surrogato della ruota, al massimo potrebbe essere un misto, mi sbaglio?

Sì; pensare alla coclea come una turbina è un grosso sbaglio. Le pale di una turbina Kaplan o più in generale di un'elica hanno un profilo idrodinamico che massimizza la spinta fornita dal fluido in movimento (acqua) ottenendo rendimenti elevati.
Una coclea non ha le pale (in questo caso le spire) sagomate secondo principi idrodinamici; probabilmente messa in verticale come una turbina si muoverebbe ma avrebbe un rendimento minimo.
Una coclea usata come turbina è paragonabile ad un aereo con le ali piatte come una tavola.

La coclea è fisicamento molto più simile ad una ruota idraulica rispetto che ad un'elica: sia nelle ruote che nelle viti di Archimede ci sono masse d'acqua (nella ruota si riempiono le vaschette o gli spazi tra le pale mentre nelle viti si riempiono gli spazi interspirali) che si muovono verso il basso e sfruttano l'energia potenziale trasfomandola in energia "meccanica".

ora se la coclea è realizzata con il trogolo di cemento il peso dell'acqua si scarica sul suolo, se la coclea è realizzata in tubo questo devo sopportare tutto il peso, i cuscinetti pure e cosa non da poco l'imbocco a monte deve essere in grado di seguire tutti movimenti

Questo secondo me è un problema secondario perchè si potrebbero mettere dei cuscinetti di supporto sotto il tubo (per capirsi tipo banco di prova per le ruote delle auto), il problema è proprio nel fatto che l'acqua in contatto con il tubo esterno deve percorrere un tratto molto lungo opponendo molta resistenza e di conseguenza riducendo i rendimenti finali.

[matasnic]

Mat, in effetti non avevo pensato a questi pesi.... forse hai ragione è una questione di dimensione, ho visto infatti la spaans dopo la tua segnalazione, interessante direi, chissà qual'è il limite a cui ci si riesce a spingere, sul loro sito non è specificato niente e quella che si vede se non sbaglio è 12kw, si potesse arrivare a superare la fatidica soglia dei 20kw per cedere l'energia in rete sarebbero da prendere in seria considerazione per le piccole derivazioni

Ciao Giorgio,

diciamo che penso sia fattibile in quanto parlavo con un produttore e mi diceva che stava puntando su quella tipologia per un discorso di preassemblaggio direttamente in ditta e poi in cantiere si sarebbe provveduto solo a posizionarla. Penso quindi che i 20 KW siano fattibili ma poi entra il discorso costi ... e li so che quelle fatte in tubo sono più costose e non sembra che il maggior costo rientri velocemente.
Pensa che sulle macchine che avrai visto se vengono fermate piene ... l'acqua ci mette più di qualche minuto a defluire e considerando che normalmente girano a circa 20 giri minuto ... penso che l'acqua che trafila sia molto poco in rapporto a quella che passa.
Queste sono mie considerazioni, se mai riuscirò a fare delle misure ... le riporterò!
ciao
Mat

sul discorso coclea Kaplan ... mi permetto di dire una cosa, la coclea è una "ruota" veloce storta (passami i temini), lavora per peso come la ruota, mentre le pale delle kaplan lavorano come un'ala di un aereo
la coclea è un acquilone, sfrutta la resistenza fatta al vento per stare in aria ... sfrutta il peso dell'acqua per girare, mentre la kaplan è un aereo sfrutta le forze aereodinamiche per volare ... l'elica ha un profilo "alare"
sono 2 principi molto diversi

[giorgiokawa]

Mat, dici che i costi di quelle "intubate" è superiore a quelle standard e la cosa ha una logica già solo per il ferro in più e per la complicanza per costruirla, mi piacerebbe proprio sapere però cosa costerebbe in più al kw una turbina fatta con questa tecnologia anche perchè oramai i salti e le portate disponibili stano davvero diventando risicate e poter dare un senso economico a derivazioni da 1500 l/s per 2 metri di salto se s riuscisse nel complesso della realizzazione a spendere poco non sarebbe male, anche se il discorso di perdite per strisciamento dell'acqua posto da Itus ha più che un senso. Proverò magari a farmi dare dei riferimenti in tal senso, sempre che lorsignori vogliono darmi retta, vedremo.
Per il discorso coclea kaplan, da frequentatore dei cieli per diletto adesso ho perfettamente recepito la sostanziale differenza che mi sfuggiva.

a presto

Giorgio

[Wilmorel]

Sì; pensare alla coclea come una turbina è un grosso sbaglio
...

Mi trovo sostanzialmente daccordo con Itus dove afferma che la coclea non è una turbina.
Nell'uso diventato ordinario, sia come pompa che come generatore idraulico volumetrico a gravità, la coclea forma, fra le spire adiacenti, dei cassetti sghembi, o meglio tasche, dove l'acqua contenuta, agisce per gravità secondo l'asse coclea, ed essendo le pale inclinate e il moto assiale impedito, imprime una rotazione attorno all'asse. Funziona in linea di principio come una ruota idraulica di fianco o alle reni, pur differendo per l'orientamento del moto.
La coclea, diventa uno scivolo, quando la inclinazione del suo asse dovesse diventare superiore al rapporto fra la circonferenza dell'asse/albero e il passo, cioè: tang alfa= pigreco*d/p. Da questo punto in avanti, come detto, la coclea diventa uno scivolo, o se funzionante con flusso a piena sezione, una grossolana elica intubata, con dei rendimenti, come hanno ben sottolineato Itus e Mastanic, sicuramente modesti.

Per valutare l'entità dei trafilaggi fra spire e cassa/truogolo nelle coclee idrauliche, occorre comprendere che l'acqua che scende lungo la coclea e la mette in movimento, viene ricompresa fra la cassa, le spire adiacenti, l'asse e la superfice libera. Si vengono a formare come delle "tasche" che impegnano la parte bassa della coclea (fra ogni spira), tendenzialmente la metà inferiore o poco più. La forma della tasca è alquanto particolare, perchè le superfici laterali sono costituite da due spire adiacenti, di conseguenza, svergolate ad elica.
Il livello dell'acqua nelle tasche, dipende ovviamente dalla portata, che riempie più o meno la coclea, ma, ipotizzando il funzionamento alle caratteristiche nominali, cioè massime, la coclea sarà piena fino alla tracimazione dall'albero rotante o asse.
In ogni caso, il dislivello fra ogni tasca (fra una tasca e quella immediatamente successiva) sarà pari a:
hu= ht/(npr*nsp)
dove :
ht= dislivello totale
npr= numero principi della coclea
nsp= numero spire di ogni elica
nps= L/P
L= lunghezza totale elica coclea
P= passo elica
Se in prima approssimazione, assimiliamo il gioco o luce fra spire e truogolo come una bocca a battente rigurgitata, la portata
fra le tasche sarà:
Qt=ce*A*radq(2*g*hu)
dove:
ce= coefficiente di efflusso, che dovrebbe essere attorno a 0,62 ma che sarà, per le approssimazioni introdotte e le proporzioni
della "bocca" ,sicuramente minore. (a rigore andrebbero integrati i flussi di dimensioni discrete della bocca)
As, area della bocca, a forma di segmento di corona circolare, e quindi pari a:
As= asc*pigreco*(R^2-r^2)/360°
dove:
asc°= angolo del settore circolare a coclea piena
R= raggio truogolo
r= raggio spire
asc= 180°+2*at°
sen at= r/R

Si tratta di un metodo che non ha pretese di rigore, ma può fornire una valutazione di prima approssimazione.

[Wilmorel]

Sulla base del metodo esposto, faccio una ipotesi applicativa di una coclea con i relativi trafilaggi:

Portata 1,2 m3/sec
Dislivello utile 5 m
Diametro coclea (interno truogolo) 2 m
N° principi 3
Passo 2 m
Diametro asse/tubo 1 m
Lunghezza utile elica 10 m
Gioco elica-truogolo 5 millimetri
(probabilmente insufficenti, da verificare il flesso dell'albero e tolleranze)
Coefficente di efflusso 0,62

In queste condizioni si avrà:
Area segmento circolare (fessura) 0,021 m2
Dislivello fra tasche adiacenti 0,33 m
Trafilaggio max fra le tasche adiacenti 0,033 m3/sec
Velocità flusso nella fessura 1,6 m/sec
Rapporto portata/trafilaggi 2,8 %

Da questa analisi risulta che le perdite volumetriche dovute ai trafilaggi sono nell'ordine del 3% per la coclea descritta.

[giorgiokawa]

ciao Wilmorel, il 3% non è per niente poco, in fin dei conti è una bella fetta della differenza di rendimento che c'è tra coclea ad una turbina "classica", l'idea dell'intubamento delle spire quindi non sembra essere sbagliata e dovrebbe produrre teoricamente un bell'incremento di rendimento, va capito quanto potrebbe valere il discorso di perdite per strisciamento dell'acqua sull'involucro esterno come evidenziato da Itus