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progettazione ruota idraulica

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  • progettazione ruota idraulica

    Salve a tutti,
    Avrei la necessità di progettare una rota idraulica di fianco per un salto d circa 1,2 metri e una portata massima di circa 2 metri cubi / secondo. (larghezza canale 2metri circa )

    qualcuno saprebbe indicarmi dove trovare una linea guida o comunque delle informazioni per iniziare i dimensionamenti geometrici ? (velocità rotazione, diametri, lunghezza palette, numero palette, curvatura palette, ecc ecc.)

    è estremamente difficile reperire info sulle ruote idrauliche in rete ... chi sa perché.

    ringrazio fin da ora.

    saluti a tutti

  • #2
    Le ruote idro vengono considerate, a mio parere a torto, macchine idrauliche obsolete, tecnologicamente superate. Soltanto vecchi manuali e pubblicazioni le considerano.
    I più recenti le liquidano in poche righe. A mio sindacabile parere, posono avere utilizzi di nicchia e non solo.
    In primis, per sostituzioni di altre ruote fatiscenti.
    Si possono trovare manuali e volumetti idonei per costruzioni hobbistiche, prevalentemente per ruote a cassette, per di sopra.
    Si trova anche, credo gratuitamente sul web una interessante traduzione ottocentesca della ricerca condotta da Poncelet.

    -La costruzione di una ruota idraulica
    di Luciano Paoli
    editrice Il Rostro

    -Principles of Construction and Efficiency of Water-wheels
    Donaldson William

    -Water Wheels or Hydraulic Motors
    Jaques Bresse

    -Memoria sulle ruote idrauliche a pale curve mosse da sotto
    Jan Victor Poncelet
    a cura di Dombrè Errico

    The Construction of a Wooden Water Wheel

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    • #3
      Ciao Wilmorel.Personalmente la penso esattamente come te.La ruota idro ha dei lati positivi troppo spesso sottovalutati primo fra tutti la capacità ineguagliabile di avere elevatissimi rendimenti praticamente ad ogni portata.A parere mio inoltre è pure molto semplice da costruire visto che è un unico pezzo in carpenteria.Ad ogni modo, ti ringrazio moltissimo per le dritte. Materiale molto molto interessante.Ho scaricato quanto mi hai indicato ed ho acquistato il libro. .. vediamo quando mi arriva cosa contiene.. :-) Ultima cosa. secondo te una ruota alimentata da sopra con salto da 3.6 metri può raggiungere portate di progetto di 2000 litri/sec ? Un saluto

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      • #4
        Ciao Steton
        Cosa non è possibile dopo la discesa sulla Luna, non solo metaforicamente come Astolfo?
        In concreto, sarebbe forse la ruota più grande, lunga, mai costruita. Fra gli 8 e i 9 metri. Una impresa non da poco anche per una industria con esperienza nel settore e nella carpenteria pesante.
        Lo sconsiglio vivamente. Sarebbe gia una costruzione impegnativa se fosse realizzata sui 4 metri, cioè sdoppiata in due. Anche la potenza sarebbe di tutto rispetto, oltre i 35-:38 kW.
        Nel passato, spesso si inserivano più ruote sullo stesso salto, anche allo scopo di gestire meglio le utenze. Non pensare poi che si possano estrapolare semplicemente i metodi costruttivi
        tradizionali. Necessiterebbe di un completo ripensamento strutturale.
        Vedi questo esempio di ruota per di sopra, fra le più grandi a mia conoscenza.

        https://www.youtube.com/watch?v=xYsuR3kmwuw

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        • #5
          Ciao Wilmorel,
          Ha ragione a dire che nulla è impossibile ... ma non posso non valutare che per andare sulla luna ci sono voluti stanziamenti di dimensioni "governative" ...
          Io per lavoro costruisco macchinari con carpenterie anche molto pesanti (100 tonnellate) e se penso ad una "sasiccia di 3 metri di diametro tutta sforacchiata lunga 10 metri che gira sottoposta al so peso + carici non simmetrici ( acqua ) ..... mi viene da dire che è un suicido .. o meglio magari si fa anche ma è tanta roba e potenzialmente potrebbe essere un disastro sono totalmente d'accordo.
          Ma pensa solo se quando la avvii va in risonanza (essendo così lunga potrebbe anche avere frequenze proprie molto basse !! ) ... cosa fai ? c vai ammettere un supporto nel mezzo ?!?! :-)
          no no, sta roba non sa da fare!!
          ma dimmi una cosa: tu ipotizzi se capisco bene che una ruota per di sopra abbia circa 200 litre/sec per metro lineare di lunghezza come portata massima, è cosi ?
          E una ruota di fianco secondo te può arrivare a 2000 litri/secondo con larghezza canale 2 metri ? la mia idea sarebbe di spezzare il salto totale di 3 metri in 3 salti di un metro circa cadauno mettendo 3 ruote di fianco in serie. in questo modo ognuna si troverà a gestire circa 12 o 13 kw e secondo le mie stime da profano potrebbe avere diametro 3 metri circa.
          Cosa ne pensi di questo ripiego ?

          Un saluto e molti complimenti per il tuo contributo capillare e continuo a questo splendido forum.

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          • #6
            Ciao Steton
            Il valore della portata specifica per una ruota a cassette per di sopra si aggira sui 200 l/sec al m di lunghezza, ma dipende in larga misura dal disegno dei cassetti, dal grado di riempimento compatibile e dalla
            loro profondità. Se aumenti la profondità radiale dei cassetti, ne aumenti la capacità, e quindi a parità di numero di giri, la portata della ruota, ma a discapito dei rendimenti. Difatti, cassetti più
            profondi, si riempiono "piu in basso" e si svuotano "più in alto", riducendo quindi il salto utile e quindi il rendimento, se riferito al salto lordo. E' facile comprenderne il perchè, se si osserva che
            cassette più profonde hanno il baricentro della sezione trasversale più prossimo all'asse di rotazione (a parità di diametro).
            E' possibile e conveniente utilizzare ruote di fianco? Le ruote di fianco possono avere portate specifiche di 500l/sec al m, ma sono sicuramente di grande diametro, più che doppio rispetto alle
            corrispondenti per di sopra. Quel che recuperi in lunghezza lo spendi in diametro. Bisognerebbe fare progetti equivalenti e confrontare tutti gli aspetti, funzionali ed economici.
            La bella e moderna ruota di fianco (non priva di inconvenienti in fase di avviamento) che ho segnalato altre volte al link sottostante, post 37, presenta i seguenti parametri, come puoi leggere
            anche nella discussione.

            Salto netto = 2 metri circa
            Portata di progetto = 1,3 m3/sec
            Ruota a pale ricurve colpita di fianco attraverso luce a battente.
            Diametro esterno ruota = 4,0 m
            Larghezza = 2,5 m
            Giri costanti = 8 circa

            http://www.energeticambiente.it/idro...-mulino-2.html
            Ultima modifica di Wilmorel; 30-09-2015, 07:21.

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            • #7
              Ciao Wilmorel,
              bella discussione!
              grazie per le info preziose.
              Vorrei assolutamente provare a fare una rota con questo benedetto salto che mi ritrovo (3,5 metri netti in altezza e portata di progetto che vorrei utilizzare 2 metri cubi / sec., larghezza gora utilizzabile netta 2 metri).
              secondo te è pensabile installare 3 ruote Poncelet in serie dividendo il salto in 3 salti più piccoli ?? ho letto e riletto su internet e sembra che si possano gestire 2 metri cubi / sec con circa 1,2 metri d solto.
              ti chiedo:
              cosa ne pensi ?
              2 metri di larghezza interna del canale saranno sufficienti ?
              che rendimento potrebbe avere secondo te un'installazione del genere ?

              vorrei assolutamente installare una ruota perché ne vedo più semplice la autocostruzione rispetto ad una coclea.

              saluti

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              • #8
                Ciao Steton
                Alcune considerazioni sono necessarie.
                -La ruota Poncelet, costituì una importante innovazione alle ruote per di sotto precedenti (merito al suo inventore), che fornivano rendimenti molto bassi, permettendo inoltre di estendere
                l'utilizzo a salti prima coperti da ruote di fianco. A differenza della stragrande maggioranza delle altre ruote che funzionano essenzialmente a peso-gravità, è una ruota ad azione, nella quale però
                non si è raggiunto il grado di efficienza delle turbine ad azione successive (Pelton, Turgo ed altre superate). Fornisce una efficienza all'asse ancora bassa, sull'ordine dello 0,55 o meno.
                -Le ruote poste in serie (non in parallelo) non ti consentono di aumentare la portata complessiva, ma solo di frazionare il salto. Ruote piccole, hanno, a parità di rendimento, cassetti o pale più
                piccoli radialmente, e quindi, a parità di velocità tangenziale, portate ridotte. La riduzione del diametro non ti darà vantaggi di portata.
                -Le informazioni che fornisci sono troppo generiche per riuscire a suggerire cose sensate. Al di la della larghezza del canale (di canale si tratta?) e del valore della portata, occorrerebbe sapere di
                quali spazi puoi disporre sugli argini e limitrofi. Per una sistemazione con l'asse macchina ortogonale al canale, allineate o anche sfalsate, occorrono almeno 5 m risicando su tutto.
                Mi sembrerebbe logico (omettendo ogni considerazione inerente ad autorizzazioni e norme di legge) derivare il canale di adduzione dal corso principale prima del salto e restituire immediatamente a
                valle del salto. Ovviamente richiede almeno il doppio (ma di +...) degli spazi che dici disponibili.
                -Inserire una o più ruote sotto la briglia-salto è possibile, come dimostrano i numerosi interventi di Gino33 sul forum, ma non con quella larghezza disponibile e quelle portate.

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                • #9
                  Ciao Wilmorel,
                  visto che sei così disponibile, ne approfitto mi spiego meglio e ti chiedo un consiglio.

                  Io ho concessione per sfruttare un vecchio canale a sezione rettangolare in cemento che corre parallelamente ad un fiume, questo canale un tempo portava acqua ad una industria. Oggi è riempito di massi e cemento, io dovrei svuotarlo o ricostituirlo abbastanza simile. Larghezza interna tra muri verticali 2 metri, spessore muri 30 centimetri per lato (larghezza esterna canale 2,6 metri). Profondità canale posso indicativamente deciderla io perché oggi è riempito. Avrei anche se necessita permesso per demolire tutto e ricostruirlo. Il canale è lungo 60 metri circa ed il dislivello tra inizio e fine è 3,5 metri (salto lordo al quale dovrei sottrarre le perdite dovute all’attrito dell’acqua nel canale).

                  Attorno al canale ho da un lato il fiume (il canale corre sull’argine) e dall’altra la montagna che quindi non posso toccare.
                  In altezza sopra al canale non ho vincoli.
                  Per quanto riguarda le portate de fiume, ho una grande variabilità tra inverno ed estate con circa 150 giorni che mi porteranno al fermo macchina (90 per legge in estate) e altri 60 con il fiume sotto il DMV che quindi mi sottrae tutta la portata dal canale.

                  Riporto in allegato il grafico con le curve di portata FRUIBILE AVENDO GIà SOTTRATTO IL DMV DI LEGGE. Il grafico riporta 5 anni in linee sottili e colorate e un linea ROSSA MARCATA la media. In asse X la portata in metri cubi per secondo e in Y i giorni nell’anno per i quali si ha quella portata.

                  Quindi vedi che in un anno medio ho circa 20 gg con portata 0,5 metri cubi per secondo mentre ho circa 16 giorni con portata media 1 metro cubo per secondo.

                  Dall’analisi delle portate mi è apparso evidente che non è un grade sito per una turbina (purtroppo all’atto della domanda mi sono fidato di dati di portata completamente differenti che si sono dimostrati inattendibili L ma lasciamo perdere .. ).
                  Credo mi serva una macchina con grande elasticità (quindi elevato rendimento anche a portate molto basse) ma anche molto semplice da costruire (perché credo che se non la auto-costruisco mai il sito si ripagherà !! )

                  In primis volevo mettere una coclea ma è complessa da auto-costruire, così mi sono appassionato alle ruote che sembrano avere molti vantaggi, per questo al momento penso a montare 2 o 3 ruote dimensionate per 2000 o 2500 litri al secondo ciascuna potendo così dividere il salto in 2 o 3 salti più piccoli (questo perché anche se non ho problemi di ingombri verticali vorrei montare ruote comunque di dimensioni limitate in diametro .. diciamo massimo 4 o 5 metri.) Per la larghezza delle pale starei sui 2 metri che è quanto ho oggi come larghezza interna del canale senza dover approfondire in comune con permessi vari. Penso che il canale largo 2 metri e reso profondo circa 80 centimetri o 1 metro mi consenta di fare affluire alle macchine tali portate.

                  Pensavo una Zuppinger oppure una Poncelet in modo da avere comunque un rendimento accettabile.
                  Termino dicendo che l’opera di presa attuale è anch’essa da ricostruire (oggi vecchia ed in parte abbattuta).

                  Wilmorel, spero di averti dato sufficienti informazioni per un primo consiglio che attendo con curiosità per capire quanto ho "scazzato" nelle mie idee di neofita.

                  saluti
                  File allegati
                  Ultima modifica di steton76; 01-10-2015, 12:27. Motivo: aggiunto un dettaglio su portate grafico

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                  • #10
                    Ciao Steton
                    Così come lo descrivi, il tuo abbozzo di progetto o situazione che dir si voglia, pare delinearsi meglio.
                    Proviamo a partire dalle portate e più propriamente dal grafico.
                    Il grafico, così come è realizzato, è sicuramente corretto, però, risulta inadeguato per la finalità della scelta della dimensione di impianto più opportuna.
                    Occorre disporre i dati secondo la forma del diagramma delle portate tradizionale, dove in ascissa disponi le durate, rappresentate dai giorni dell'anno (o dalle settimane per una minore
                    approssimazione e più veloce compilazione) e in ordinata le portate istantanee (riferite al giorno o alla settimana). Il prodotto di ciascuno dei valori in ascissa per il corrispondente valore in ordinata, fornisce un
                    criterio per massimizzare la energia prodotta, cioè, in ultima analisi, per massimizzare gli incassi. Ascisse e ordinate, possono fra loro essere invertite, dipende essenzialmente dalla disposizione
                    dei valori nel foglio di calcolo di partenza. Ovviamente si sceglie il prodotto massimo della serie di coppie di valori. O meglio, quel prodotto che confrontato con i costi (ammortamenti,
                    manutenzione, esercizio) massimizza i profitti. Potrei anche provare a ricompilare la curva, ma sono certo che disponi dei valori numerici registrati, quindi puoi farlo meglio e più speditamente di
                    me. Se mi fornisci la tua e-mail, nei messaggi personali, ti invio un esempio di grafico compilato in modo significativo. In questo grafico, multiplo, si parte dai dati grezzi sulla base dei
                    rilevamenti (mensili) delle medie delle portate, un secondo grafico trasforma questi dati in durate progressive delle medie delle portate (es. 90 gg a 1,25 m3/sec, 180 gg a 1 m3/sec, 240 gg a
                    0,75 m3/sec ecc.), ed un terzo grafico trasforma i dati in "blocchi" di energia, che ti consente di definire la energia che in relazione alla taglia dell'impianto (e quindi i costi) massimizza i profitti.
                    Ripeto, da come presenti i dati è difficile una corretta valutazione.
                    Per quanto riguarda la/le ruote, si presuppone sempre di disporle con l'asse di rotazione ortogonale al canale di derivazione, ma in concreto si può optare, con una piccola penalizzazione, per la
                    disposizione ad asse di rotazione parallelo al canale. In questo modo possono essere collocate più ruote in parallelo, con ingombro e spazi trasversali ridotti. Per esemplificare, allego un link ad
                    un filmato, dove puoi vedere una ruota per di sopra così fatta e la predisposizione per una seconda.

                    https://www.youtube.com/watch?v=Vqo4aC2SX0U

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                    • #11
                      ciao Wilmorel,

                      yessss, inviami per cortesia il file così vedo come si lavora :-)

                      interessante l'idea di ruotare l'asse delle turbine (come dici si perde poco rendimento), così potrei montare parecchie turbine da sopra in serie ed avere salto costante ma portata modulabile nel tempo. voglio dire che potrei anche fare un investimento graduale montando la prima o le prime 2, vedere come vanno e poi montarne altre in serie per turbinare la portata sfuggita alle prima.
                      Se così è potrebbe essere proprio una buona idea! e il rendimento sarebbe elevato.

                      quindi n. turbine identiche di diametro circa 3 metri e larghezza da valutare ....

                      comunque attendo tuo responso senza correre troppo e intanto pubblico quanto credo tu abbia chiesto :-) (ripeto credo ... )

                      saluti
                      File allegati
                      Ultima modifica di steton76; 01-10-2015, 18:12.

                      Commenta


                      • #12
                        Ciao Steton
                        credo che tu abbia compreso tutte le problematiche affrontate.
                        Come hai intuito, il progetto/impianto potrebbe essere realizzato per gradi, con una riduzione dell'investimento iniziale e dei rischi, ed il
                        completamento venir effettuato in tempi successivi, quando la prima parte sarà in esercizio ordinario. Il tuo grafico pare essere corretto.
                        Nel grafico che ti ho allegato nella e-mail, è omessa quella parte delle portate che eccede evidentemente le potenzialità dell'impianto.
                        Si tratta per altro di un canale di derivazione che non consentirebbe portate se non di poco superiori.
                        Rimane da verificare la fattibilità dell'inserimento delle ruote quasi in alveo, o a margine dell'alveo (terreno demaniale?).
                        Qui sotto allego un grafico parziale di un torrente appenninico.

                        A quanto scritto nel post 10 a proposito della curva delle portate e della massima energia/incassi, occorre precisare, per una maggiore accuratezza, che al prodotto citato, occorre aggiungere la integrazione delle portate/energie, a scendere, fino al valore minimo operativo della portata della "turbina" prescelta. Tale valore cambia in funzione del modello di turbina/ruota.

                        grafico delle portate2.jpg
                        Ultima modifica di Wilmorel; 02-10-2015, 09:09.

                        Commenta


                        • #13
                          Ciao Wilmorel,
                          ti ringrazio molto per le precisazioni e per il grafico.
                          due domande:
                          1) quindi osservando il grafico tu ritieni che una portata nominale di tentativo per la valutazione della turbina in questo progetto potrebbe essere 1250 litri/secondo circa ?
                          2) in relazione a quanto scrivi nella seconda parte del messaggio, compendo quanto dici perfettamente. ma un consiglio: per la parte da "integrare" come dici te che scende al di sotto della portata nominale della macchina occorrerebbe credo moltiplicarla per un rendimento della macchina che scenderebbe. è questo un eccesso di zelo completamente inutile secondo te ?

                          PS: il terreno è demaniale e lo hanno dato a me in concessione per installare l'impianto.



                          Stefano

                          Commenta


                          • #14
                            Ciao Stefano
                            Partiamo dalla seconda domanda.
                            Le curve di cui parliamo, delle portate, sono indipendenti dalla macchina utilizzatrice, ovviamente. Ogni macchina ha però una sua propria curva dei rendimenti. Per esempio, le Kaplan a girante e distributore fissi, sono idonee solo per la portata di progetto, ed i rendimenti scadono rapidamente per qualsiasi altra condizione. Le ruote idrauliche e quelle per di sopra in particolare, hanno un rendimento pressochè piatto dal 110% al 20% della portata nom. Quindi, in questo campo di azione, non è necessaria alcuna azione correttiva.
                            Volendo tuttavia approssimare al massimo la valutazione, come parametro correttivo non si devono inserire i rendimenti ma il rapporto fra il rendimento alla portata nominale e quello della portata considerata, naturalmente per ogni valore di portata. Tutto ciò, se conosci con una certa attendibilità la curva dei rendimenti di quella specifica macchina.

                            No, non ho espresso giudizi in merito alla portata di dimensionamento del complesso delle ruote. Per una scelta corretta della portata massima o nominale turbinabile, cioè la taglia complessiva dell'impianto, occorre come termine di paragone conoscere il costo complessivo di detto impianto, ruote, opere edili, ecc. Così per ognuna delle taglie ipotizzate (es. 1000, 1250, 1500, 1750, ecc. l/sec). Difficile? Certamente, ma necessario se ci si vuole approssimare alla situazione oggettiva e di maggio profitto. Tuttavia, progettando di realizzare una serie di ruote, modulari o meno, si può iniziare facendo l'analisi e il confronto per una prima macchina e porzione di impianto, per es. da 500 l/sec e verificarne i tempi di ritorno (occhio agli incentivi!?). Potrebbe essere soddisfacente solo questo primo investimento, oppure, convenienti anche i successivi. Solo un bilancio fra incassi e costi potrà stabilirlo.
                            Ultima modifica di Wilmorel; 05-10-2015, 08:03.

                            Commenta


                            • #15
                              Ciao Wilmorel,
                              tutto chiaro.
                              parere: se ipotizzo per il sito in questione di avere 2000 litri nominali potrei montare 3 Zuppinger in serie lungo il canale stesso con asse ortogonale alla corrente oppure circa 10 ruote overshot in parallelo con asse parallelo alla corrente.
                              probabilmente il diametro delle Zuppinger sarebbe maggiore di quello delle overshot, così come certamente il rendimento delle overshot sarebbe maggiore delle Zuppinger.
                              ma tu quale delle 2 soluzioni prediligeresti ? il mio punto è che 3 Zuppinger costeranno certamente molto meno delle 10 overshot anche senon sarebbe possibile il "farel'impianto piao piano .. "
                              cosa ne pensi ? mi sembra di percepire che prediligi overshot a Zuppinger in generale ... :-)

                              saluti

                              Commenta


                              • #16
                                Proviamo ad approfondire le ipotesi che hai prese in considerazione:
                                Le Zuppinger sono macchine dove l'acqua in ingresso agisce fra la parte inferiore e il fianco della ruota, nel terzo inferiore. In altre parole, il loro diametro risulta essere fra 3 e 4 volte il salto. Se
                                ipotizziamo 3 macchine e tre salti, ognuno diventa 3,5/3=1.16 circa, che moltiplicato per i detti rapporti fanno3,5 - 4,6 circa. Diciamo 4 m di diametro. Questa macchina può turbinare qualcosa
                                di più di 500 lt/sec specifici. Sulla larghezza di 2 m, turbineresti 1000 - 1100 lt/sec. Siamo abbastanza distanti da 2000, che per altro credo non convenga comunque prendere in considerazione.
                                Come gia detto puoi frazionare l'intervento riducendo il rischio iniziale.
                                Tuttavia, mi pare più logico valutare 2 ruote di fianco, sempre in serie, dove l'acqua agisce fra il terzo inferiore e l'asse, con diametri un poco superiori al doppio del salto. Di conseguenza, si
                                potrebbe dividere in due il salto e ottenere 3,5/2=1,75 che moltiplicato per 2,15 fa 3,8 m circa. Facciamo 4 m di diametro e 1000 lt/sec turbinabili. Due di queste macchine pesano e costano
                                sicuramente meno delle 3 corrispondenti Zuppinger. Ti risegnalo le due macchine di questo tipo più volte citate.
                                Se hai la possibilità di ampliare il canale in corrispondenza della vasca di carico, e portarlo sui 3 m, otterresti di turbinare 1500 lt/sec. Probabilmente il costo di una ulteriore "fetta" di ruote, non
                                si ripaga con la maggiore potenzialità a 2000.
                                Ruote per di sopra in parallelo:
                                Se queste ruote hanno una portata specifica di 200 lt/sec, avresti una lunghezza complessiva di 7,5 m, per turbinare i 1500 lt/sec che abbiamo ipotizzato per le precedenti, probabilmente da
                                dividere per 3 macchine, ciascuna lunga 2,5 m.
                                Ciascuna ruota avrà un diametro un poco inferiore al salto complessivo, diciamo 3,1 m.
                                Il minor diametro, a parità di velocità tangenziale, implica un maggior numero di giri, quindi una coppia all'asse minore e struttura più leggera e quindi minor peso e minor costo (da verificare).
                                In particolare, il gruppo moltiplicatore e giunto che essendo di taglia minore costerà di meno. Questa è una delle voci più importanti del costo.
                                Il confronto non si può arrestare alle ruote o ai meccanismi, considerando che potrebbe essere necessario uno sgrigliatore oltre alle serrande di sezionamento , di by pass e di fondo. Inoltre
                                occorre valutare i costi delle opere edili e degli scavi, che non saranno uguali fra le diverse soluzioni.
                                In sintesi, se intendi perseverare nel tuo progetto, occorre che tu cominci a fotografare, misurare (in primis l'area presunta di installazione), schizzare le ipotesi di macchine, disegnare una o più
                                planimetrie e alzati di confronto fra le ipotesi di installazione, abbozzare uno o più prospetti di costi, spese e ricavi.
                                Ti suggerisco una "chiacchierata" con Gino33, che ha realizzato alcuni prototipi di ruote per di sopra, una delle quali tuttora operativa. Puoi volendo, cercare di contattare il titolare della più volte
                                citata ruota di fianco. E' cortese...
                                Aggiungo Pioneer10 che ha realizzato una bella macchina, operativa.
                                Da ultimo, se non si vuole realizzare un intervento scenografico di ambientazione country ma un impianto operativo ed economicamente sostenibile, conviene, per queste caratteristiche di salto e portata, mettere a confronto anche un impianto con due diverse macchine, una kaplan fissa per una portata di base ed una regolante per le portate variabili.

                                PS
                                Perchè 10 per di sopra, se la portata specifica si aggira sui 200 lt/sec?
                                Ultima modifica di Wilmorel; 06-10-2015, 16:12.

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                                • #17
                                  Salve Wilmorel, salve Steyon76
                                  Concordo con Wil, sopratutto sul fatto che senza avere un'idea precisa dei luoghi e delle portate è difficile farsi un'opinione.
                                  Veramente dove si collocherebbero le ruote ci sono solo 2 metri?
                                  Credo poi che le ruote *per di sopra* siano le più semplici da autocostruire e non richiedono lo sgrigliatore (sopratutto se usano la griglia documentata in http://www.energeticambiente.it/idro...e-briglie.html
                                  Io poi ho il pallino delle ruote in alveo.

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                                  • #18


                                    Ciao Wilmorel,

                                    ti ringrazio moltissimo per il quadro preciso e puntuale, è proprio quanto mi serviva per capire …

                                    Questa risposta mi sarà di grande aiuto nelle valutazioni.

                                    Al tuo PS rispondo solo che avevo sbagliato pensando che la portata fosse 200 litri/turbina invece è 200 litri/metro lineare e quindi come dici con 3 macchine lunghe 2,5 metri si possono fare 1400 litri circa. Sorry.

                                    Certamente devo approfondire costi disegni e quant’altro, ma prima volevo un minimo scremare le possibilità infinite che teoricamente ci sarebbero.

                                    Ora ho il quadro molto più chiaro anche su ruote idrauliche dove, aimè, davvero si trova poca documentazione.

                                    Infondo al tuo post, leggo una allusione alle Kaplan che non mi aspettavo, ritieni davvero che possa essere una possibilità ? io temo per i costi visto che il ritorno economico del sito sembra molto molto legato al basso investimento iniziale.

                                    Sinceramente non ho nominativi di fornitori per Kaplan così piccole (ho chiesto un preventivo solamente a una nota azienda di Pompe che fa anche turbine ma è venuta una cifra spaziale ! L ) non faccio nomi perché credo il regolamento del forum non lo consenta.. se tu hai qualche nominativo da passarmi richiedo volentieri un parere anche a loro con preventivo annesso … poi ti dico …
                                    Ciao ciao

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                                    • #19
                                      Ciao Gino33,
                                      Avete ragione entrambi, credo ormai di essere al un ponto di dover valutare bene le possibilità rimaste da un punto di vista globale.
                                      Purtroppo il canale esistente che devo ripristinare è largo 2 metri internamente quindi magari posso rubacchiare qualche cosa nello spessore dei nuovi muri rispetto ai vecchi ma non molto certamente !
                                      Molto interessante il fatto che dici che le ruote “dal di sopra” sono le piu semplici da costruire. Io avrei detto il contrario perché la “cassetta” di contenimento dell’acqua è un “cucchiaio” molto incurvato mentre in una ruota dal basso la pala è veramente una “paletta” leggermente inflessa apparentemente meno complessa da formare.
                                      Wilmorel dice che hai avuto parecchie esperienze di costruzione, che tecnica hai usato per costruire i bicchieri (se così si chiamano) ?
                                      Saluti

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                                      • #20
                                        La curva delle cassette delle ruote p.d.s. può essere approssimata da una spezzata/poligono. Si può semplicemente ricavare piegando la lamiera con
                                        una piegatrice a ghigliottina (Vedi link). 3 o 4 pieghe possono normalmente bastare. Cassette di ruote di larghezza superiore al metro, ad evitare
                                        deformazioni sotto carico, è preferibile vengano centinate o tirantate.
                                        Se prosegui, tienici aggiornati.

                                        https://www.google.it/search?q=piegatrice+per+lamiera&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ved=0CEEQsARqFQoTCJSRl7L1sMgCFUaBcgodWesFlA&biw=1920&bih=956

                                        https://www.vicla.eu/

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                                        • #21
                                          Ecco lo scarabocchio che feci per chiedere il preventivo per una ruota diametro 1500 e lunga 3000 mm (oggi semplificherei un po')
                                          Naturalmente credo necessario mettere due o tre *cerchi da botte* per tenere tutto assieme.
                                          Sotto c'è il disegno del cad di quelli che mi fecero i pezzi della ruotina (980x1000 mm) che ho fatto per il test: tutto combaciava alla perfezione (prodigi della tecnica di oggi). Come vedi si potrebbe montare pezzo per pezzo il loco, pesi ragionevoli anche a mano.

                                          preventivo.jpg

                                          ecco la ruota in opera, anche con la griglia
                                          prototipi.jpg
                                          la griglia è così grossa perchè destinata a essere messa in alveo e deve proteggere da massi e tronchi, poi è fitta perchè non deve entrare nelle cassette roba in grado di incastrarsi fra ruota e griglia.

                                          ma nel fiume non c'è una bella briglia sana da sfruttare?

                                          PS. certo un'unica ruotona di 3 metri semplificherebbe assai (nel canale), ma c'è il problema della portata.
                                          Una ruota da 1,5 sono abbastanza sicuro che macina circa 135 litri x metro: raddoppiando il diametro i volumi delle cassette quadruplicano, ma i giri, dai 30 di max potenza resa che ho verificato, a quanto scendono?
                                          Magari si potrebbe aumentare un po' la profondità delle cassette, magari si può aumentare un po' la larghezza, soprattutto aumentare un po' il diametro ...

                                          Will, tu hai delle misure sul campo?
                                          Ultima modifica di gino33; 09-10-2015, 09:43.

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                                          • #22
                                            Ciao Gino33,
                                            i miei più sentiti complimenti per le realizzazioni.
                                            Sul canale che ripristinerò metterò una griglia all’ingresso (ossia subito dopo briglia sul fiume vero e proprio dove inizia appunto il canale in cemento che arriverà alle macchine).
                                            Stò valutando bene i vari aspetti e non credo proprio di poter uscire dalla sagoma del canale lateralmente sia a DX che a SX (il canale è largo 2,6 metri circa esterno e 2 metri interno ai muri), quindi credo che un’applicazione molto plausibile sia montare 2 ruote di fianco con salto circa 1,5 metri come ipotizzava Wilmorel nel post # 16 di questa discussione, con asse perpendicolare al canale, magari allargando il fronte di acqua proprio davanti alla ruota “rosicchiando” spazio ai muri arrivando a circa 2,4 metri.

                                            Non credo proprio di poter mettere a questo punto ruote di sopra che dovrei collocare obbligatoriamente con asse parallelo al canale e poste parzialmente di fianco al canale.
                                            Se vuoi più dettagli sul sito li puoi trovare al post #9.

                                            Ma lasciami fare una domanda avventata, secondo te una ruota di fianco di diametro 4 metri e larghezza 2,4 metri (senza riduttore, supporti, ecc ecc ecc quindi solamente ruota), quanto può pesare e quanto può costare a farsela fare in un’officina come hai fatto te ?
                                            Spara pure quanto ti passa per la testa …. Con grandissimi margini di incertezza …. Hai un’idea ??
                                            Ti ringrazio
                                            Saluti

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                                            • #23
                                              Puoi chiederlo al nominativo che ti ha segnalato Wlliam: ha fatto proprio una ruota del genere.
                                              Allora ce l'hai una briglia, posso chiederti quanto è alta?
                                              Saluti a tutti

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                                              • #24
                                                LA briglia attualmente malridotta dopo ristrutturata porterà un dislivello di 2,5 metri dal pelo dell'acqua a valle.
                                                ma la briglia attualmente è in una posizione molto soggetta a trasporto solido ... e il permesso attuale non mi consente di andare in alveo a fare interventi ma solo di ricostruire la briglia da dove posso, per mezzo del canale esistente da ristrutturare pesantemente, prelevare acqua ..

                                                ciao

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                                                • #25
                                                  Vorrei averlo io un posto del genere (se sottocasa e se non troppo largo), andrei a chiedere il permesso di mettere una ruota in alveo, non causerei alcun impatto ambientale, spenderei meno, perderei un po' di salto, ma macinerei tutto ciò che passa, anche la ghiaia. Il trasporto solido non mi preoccupa. Occhio che una ruota di fianco piange parecchio se ci va dentro un ramo robusto, ti ci vuole un vero sgrigliatore. Ciao.

                                                  anzi, chiderei di fare due briglie da 1,8 per metterci dietro due ruote da 1,5: meno impegnative, sia le briglie che le ruote, anche i pesci sarebbro più contenti e quindi gli ambientalisti
                                                  Ultima modifica di gino33; 13-10-2015, 14:29.

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                                                  • #26
                                                    ciao Gino,
                                                    sai che la tua idea mi piace ...
                                                    ci penso seriamente.
                                                    è che devo rifare le pratiche praticamente da capo :-( e ci vorranno mesi !!
                                                    ma la briglia la devo rifare e quindi sarebbe semplice "inglobarci" dentro un treno di ruote.
                                                    la seconda briglia non credo di poterla fare perché non credo mi darebbero il permesso ....
                                                    correggimi: considerando 200 litri/sec per metro di larghezza verrebbero 8 metri per avere 1600 litri circa. corretto ?
                                                    quindi potrei fare 4 rote larghezza 2000 e diametro circa 3 metri.
                                                    corretto ?
                                                    appena riesco osto delle fotografie del sito parlo al io ing. del nuovo layout se fattibile.
                                                    mi sembra davvero buona idea.
                                                    grazie
                                                    ciao

                                                    Commenta


                                                    • #27
                                                      Beh, io pensavo a ruote da 1,5 .... una di 3 metri è 4 volte più grande in volume e francamente non consigllierei una cosa mai tentata con dimensioni così imponenti.
                                                      Poi la briglia dovrebbe essere alta almeno 3,30 e hai detto che è invece di 2,50

                                                      Comunque una ruota di 3 metri macinerebbe parecchio di più, trascrivo cosa ti avevo scritto nel post 21
                                                      -----------------------------------------------
                                                      Una ruota da 1,5 sono abbastanza sicuro che macina circa 135 litri x metro: raddoppiando il diametro i volumi delle cassette quadruplicano, ma i giri, dai 30 di max potenza resa che ho verificato, a quanto scendono?
                                                      Magari si potrebbe aumentare un po' la profondità delle cassette ...
                                                      Will, tu hai delle misure sul campo?
                                                      -----------------------------------------------
                                                      supponi che i giri scendano a 20, cioè a 2/3=0,66 allora la portata sarebbe 135x4x0,66=356 litri/s per metro ... ma, mi ripeto, io non m'arrischierei in alveo, prima proverei con una ruota di metà diametro.

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                                                      • #28
                                                        Ciao gino.Chiedo scusa. Ho sbagliato a scrivere e di salto netto la briglia mi consente 3.5 metri al max.Comunque da quanto scrivi capisco che sarebbe un esperimento. Ho visto la discussione da te iniziata intitolata ruote sotto le briglie ... davvero interessante! E pensavo che il mettere ruote sotto briglia fosse una cosa gia testata e funzionante insomma sicura! Ma dalle tue parole capisco che in realtà sarebbe un esperimento difficile da dimensionare e da gestire per pulizia sgrigliatore ecc ecc. La.cosa mi preoccupa non posso fare un investimento cosi e poi avere mille problemi. Non me la sentirei.Cosa è che ti preoccupa di più nel fare ruota grande inalveo? Lo sporco che puo ostruire la griglia? Se raggiungesse circa 350 litri al sec per metro sarebbe ottimo cosi per turbinare 2100 litri mi occorrerebbero solo 3 ruote da 2 metri cad.

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                                                        • #29
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                                                          Da quello che ho visto finora, pare che non ci sarebbero problemi, ma io ho messo giù una ruota da 1 metro e passare a 1,5 non mi pare troppo azzardato.
                                                          Però quando sono passato da 0,5 a 1 non è stato un raddoppio, ma ho fatto una bestia immensa
                                                          Ho fatto anche una ruota da 1,5 larga solo 7 cm, ma ho capito cosa avrei dovuto maneggiare!
                                                          Immaginati passare a 3 metri!

                                                          Comunque se la briglia fosse alta 3,50 lunga almeno 15 metri e la portata max utilizzabile sui 2 mc/s io penserei a 2 file di ruote sovrapposte diametro 1,5
                                                          La griglia di protezione avrebbe un costo e problemi di costruzione e resistenza molto più che dimezzati
                                                          Anche le ruote dovrebbero complessivamente costare di meno
                                                          Le ruote inferiori poi girerebbero nell'altro senso, con lo scarico in favore di corrente, quindi con problemi inferiori allo scarico.

                                                          Trascrivo dai miei appunti, magari potresti criticare-completare il mio abbozzo di preventivo. Ciao
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                                                          … perciò, con salti elevati (volumi da macinare permettendo) si possono usare due ruote sovrapposte come schizzato a destra, cosa vantaggiosa quando il livello del fiume sale perché la ruota superiore non viene disturbata mentre quella inferiore, girando nell’altro senso, aiuta ad allontanare i detriti e ciò consente di tenere più bassa la ruota e recuperare ciò che si perde di salto per alimentare la ruota inferiore. Poiché la situazione sembra favorevole, si abbozza un preventivo per un piccolo impianto (inferiore ai 50 kW)che oggi godrebbe ancora del contributo di 0,22 al kWh.

                                                          a. doppiaverticale.jpg

                                                          Come localizzazione si ipotizza il torrente Parmossa (dove sono stati fatti i test) e per il quale è disponibile l’analisi http://www.ambiente.parma.it/allegato.asp?ID=932184 Da questo documento risulta un volume derivabile massimo di 2 mc/s , un volume medio annuale di 0,72 e DMV di 0,19. Osservando la curva delle portate parrebbe che il DMV, se macinato, sarebbe utilizzabile per 260 gg, quindi avremmo 0,19/365x260=0,13+0,72=0,85 di volume medio annuale nell’ipotesi ruote (media su 365 gg).

                                                          La briglia utilizzata ha un salto di 3,5 metri, quindi la potenza nominale di un impianto ivi collocato sarebbe 0,85x3,5x9,81=29 kW e vi si potrebbero collocare 2 ruote sovrapposte da 1,5 m. Avremmo una potenza massima 2x3x9,81x0,65=38 kW, una potenza media 0,85x3x9,81x0,65=16 kW da cui 16x365x24=140.000 kWh annui (x0,22=31.000 euro di ricavo lordo annuo).

                                                          Certo Coclee e Banki produrrebbero di più perché rendono di più e sfruttano meglio il salto, bisogna perciò vedere se si può compensare con un costo inferiore e/o con i vantaggi numerati prima 1--->13.

                                                          Dai dati esposti a pag. 3, per macinare 2 mc/s servono 5 ruote lunghe 3 metri (135x15=2025 l/s), 10 in totale. Per 10 ruote in lamiera zincata da 2,5 mm (12.000 kg circa) abbiamo un preventivo per circa 30.000 euro. Telai e griglie: circa 7.000 kg di ferro, diciamo altri 15.000 euro. (VERIFICARE convenienza del ferro CORTEN, pare costi meno e resista di più del ferro zincato).


                                                          Per il basamento in cui annegare i piedi del telaio, ipotizziamo 4x1x20= 80 mc di cemento armato x 200 = 16.000 euro più i lavori di scavo e sistemazione massi eccetera, diciamo 4.000 euro, 20.000 in totale.


                                                          Si suppone anche di lasciare tutto in alveo (montaggio *pendolare* del moltiplicatore eccetera) e di usare asincrono + inverter (questo perché si vogliono sfruttare volumi molto variabili). VERIFICARE se è vero che oggi si può evitare il doppio inverter (“back to back” in gergo) uno per ottimizzare il generatore e l’altro verso la rete.

                                                          Per i costi burocratici si azzarda di stimarli in 10.000 euro (la derivazione non esiste e l’impatto ambientale è veramente minimo). Aggiungiamo 10.000 per il progetto. Per l’allacciamento in bassa tensione, col fotovoltaico, si pagano circa 3000 euro se si sta entro 1 Km, ipotizziamo quindi 5.000. Parrebbe che sotto i 50 kW basti andare in Comune (VERIFICARE). In totale 25.000.

                                                          10 ruote 1,5x3 zincate (senza alberi e cuscinetti) ………euro = 30.000
                                                          alberi e cuscinetti .................................................. ......= 5.000 ?
                                                          telai con griglia........................................... ..................= 15.000 ?
                                                          basamento .................................................. ................= 20.000 ??
                                                          alternatore asincrono da 50 kW........................................= 5.000 ?
                                                          moltiplicatore e catena collegamento.................................= 20.000 ?
                                                          Inverter e componenti elettrici vari ...................................= 20.000 ??
                                                          Altre............................................. ...............................= 25.000 ???
                                                          Tot............................................... .............................. = 140.000 ??

                                                          Sembra una stima troppo ottimistica. Normalmente un impianto con potenza nominale sui 100 kW costa sui 5000 euro al kW (38x5000=190.000) e un ottimo costo per kWh prodotto è di 1,3 euro (mentre qui risulterebbe = 1 euro)

                                                          Se anche troppo ottimistica, sembra che esaminare l’ipotesi con maggior accuratezza non sia una perdita di tempo.
                                                          Si noti che il ferro per una coclea equivalente dovrebbe essere complessivamente sui 5000 kg (VERIFICARE) mentre qui sarebbero circa 20.000 kg. Però si risparmia molto di cemento. Comunque, come già detto, quello che conta è il costo per kWh prodotto più vantaggi-svantaggi di contorno (1-->13).
                                                          -------------------------------------------------------------------------------------------------

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                                                          • #30
                                                            Guarda un po', trascrivendo ho visto una cazzata: le ruote sono controrotanti, non si possono collegare semplicemente con una catena. Forse meglio mettere 2 moltiplicatori 2 generatori e anche 2 inverter (mi dicono che in ogni caso gli inverter grossi sono fatti di tanti inverter piccoli). Forse è anche meglio, uno dei due si può rompere senza fermare tutto.

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