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Urgente: Calcolo Flusso Acqua e Dimensioni Ruota MULINO

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  • Urgente: Calcolo Flusso Acqua e Dimensioni Ruota MULINO

    Ciao a tutti, mi presento. mi chiamo Stefano e in Calabria mi occupo di agricoltura, su facebook 10 mesi fa ho lanciato una campagna crowdfunding per costruire un mulino e macinare i grani antichi per farina bio.
    Abbiamo costruito tutto ora sono alla fase della Ruota per il mulino, considerate che non posso usare l'acqua del fiume perchè la nuova costruzione è distante 40 metri, quindi ho pensato a una vasca di raccolta e al pompaggio dell'acqua per cascata sulla ruota,
    chi può offrirmi una consulenza sul calcolo esatto dell'acqua da pomparare e sulla grandezza della ruota idonea a far girare le macine del mulino?
    Ho degli esempi da cui prendo ispirazione per quello che voglio fare, per esempio questa ricostruzione funzionante di ruota e macine:
    Museo della civilta contadina Carlo Etenli - Grancona - Il mulino ad acqua

    e questa dimostrazione del flusso d'acqua che fa girare Ruota e macine:
    YouTube

    ovviamente ho gli artigiani pronti a realizzare il tutto, basta una guida tecnica che possa aiutarmi per il mulino "social" : Il Mulino di San Floro – il primo mulino dei contadini

    Grazie

  • #2
    Ciao Stefano , benvenuto sul forum !

    complimenti per l'iniziativa ...solo che
    servono piu dati per inquadrare il progetto :
    diametro ideale architettonico ruota idraulica ,
    Potenza necessaria alle macine ,
    Duty cycle giornaliero funzionamento macine
    Dislivello tra fiume e vasca di carico
    che tipo di energia usi per le pompe ? Eolico ?
    Sto aiutando Jonatan un tuo "collega " qui in Valtellina che sta facendo la stessa cosa con la vite e non solo ...
    Sandro

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    • #3
      Salve Stefano
      Occorre premettere che l'idea di pompare l'acqua per azionare un mulino è un assurdo funzionale ed energetico che si giustifica soltanto in
      un impianto tematico/didattico, non in un impianto commerciale/artigianale. La efficienza crollerebbe a valori
      ingiustificatamente bassi, mentre i costi, sia d'impianto che di gestione salirebbero a valori multipli di quelli da sostenere con uno dei tanti
      mulinelli elettrici commercializzati.
      Mulini professionali
      Per il resto mi trovo sostanzialmente daccordo con Sandro.
      Aggiungo che la distanza dal corso d'acqua non è di per se una condizione di vincolo insormontabile. Può essere variamente superata.
      Ho visto di recente un mulino, ancora parzialmente funzionante derivante l'acqua a circa 400 metri da una briglia a monte.
      Occorre conoscere di più.
      Anzitutto le portate disponibili nel corso d'acqua, i dislivelli, la presenza di briglie a monte o meno. Se fossero realmente disponibili
      portata e salto adeguati, potrebbe convenire sdoppiare la funzione generatore/ruota/turbina da quella mulino/macine vere e proprie,
      collocando cioè il primo a margine del corso d'acqua e le macine dove ti pare.
      La antica corrispondenza fra generazione e utilizzo di energia era dovuta alle inadeguate tecnologie dell'epoca. L'utilizzo della energia
      elettrica ha accantonato questo vincolo. A questo proposito vedi il post 61 al seguente link ,
      Vecchio mulino...
      dove le vecchie macine in pietra sono azionate da un motore elettrico.
      In ogni caso, un dato basilare, insieme a quelli citati da Sandro, è costituito dalla quantità di frumento/mais ecc. da
      macinare e dai cicli di funzionamento (per quante ore al giorno è previsto il funzionamento del mulino).
      Ultima modifica di Wilmorel; 11-01-2017, 16:38.

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      • #4
        ciao, grazie per le risposte. a livello architettonico abbiamo pensato a una ruota di diametro 4 metri.
        Purtroppo il torrente d'acqua non si può usare.
        Il costo per pompare l'acqua da una vasca/pozzo non è un problema per me, anche solo a livello didattico ma vogliamo provarci, io vi so dire che il mulino da modificare è un mulino con macine 120 cm la fertè e ora azionato da un motore da 11 cavalli, produzione oraria circa 150kg.
        Ragazzi mi serve anche una consulenza a pagamento, riusciamo a sentirci nel più breve tempo possibile?
        E' una sfida ingegneristica vorrei una mano da voi che ne capite.
        Stefano
        scrivetemi in privato o contattatemi Stefano Caccavari su facebook

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        • #5
          Ciao ,
          ti rispondo qui perchè è un ottimo esercizio didattico e non esiste più un tecnico che sia in grado di dimensionare tutte le parti del tuo impianto ...ti servirà la collaborazione del forum
          Prima di tutto si devono avere tutti i dati per ottimizzarli ...quindi : potenza effettivamente assorbita dal motore elettrico ,giri effettivi macine ,tipo di trsmissione finale macine , tempo minimo didattico di funzionamento ,dislivello ruota-falda..ti serve un amico -tecnico locale che ci dia queste informazioni ... io non ho problemi a farmi un volo fino a Lamezia ...il problema è che prima si devono elaborare i dati e valutare la fattibilità ...
          Partiamo dalla ruota idraulica da 4 metri e dal motore attuale da 9kW ..penso che si possa lavorare con 4 ..5 kw
          L'efficienza della ruota per di sopra a cassetti è circa 75 %
          serve un bel motiplicatore a ingranaggi per arrivare alla velocità di rotazione macine che non so ...penso 40.. 60 giri minuto ...2 stadi 95 % efficienza
          prevedo almeno 10 kw idraulici ... con 4 metri di salto sono 200l/s .... wil ci dirà la larghezza ruota a cassetti per una simile portata ..e i giri nominali
          Ammesso di fare 30 minuti di funzionamento dimostrativo continuo ..servono 360 metri cubi d'acqua quindi una vasca da 10x10x4 metri di altezza ..penso difficilmente realizzabile ,meglio una pompa diretta .
          supponiamo che si possa pompare dalla falda questa portata e che la falda sia a 40 metri di profondità dal livello superiore della ruota ... serve una pompa a siluro da 100kw calata in un pozzo artesiano da 6 pollici ...anche questa soluzione mi sembra difficilmente realizzabile ...

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          • #6
            Non sono particolarmente esperto nelle tecnologie molitorie, ma testi quasi sacri affermano che una coppia di macine in pietra, il cui diametro
            può variare da 0,8 a 1,2 metri ed oltre, macina fra 50 e 150 kg/h di cereali (fonte: "I mulini ad acqua della valle dell'Enza"), ovviamente in
            funzione di diversi fattori fra i quali le diverse qualità e varietà di cereale, la finezza della macinazione, la potenza costantemente
            disponibile, la temperatura raggiunta dalla farina che se elevata ne degrada le qualità organolettiche, ecc.
            Nel mulino che puoi vedere al post n°10 del link
            Vecchio mulino...
            la potenza dichiarata si aggira sui 2 kW idraulici per ogni coppia di macine (portata 60 l/s, salto 3,5 m). Tenendo conto che quel
            tipo di ruota/turbina presenta un rendimento attorno a 0,35 la potenza disponibile alle macine non supera gli 0,7 kW.
            Malgrato l'ampia forbice dei valori macinati, si può ragionevolmente pensare che 0,5 kW di potenza bastino per le operazioni di molitura con
            una coppia di macine in pietra, e che 0,5 kWh sia l'energia bastante per macinare 100 kg di grano.

            Una ruota come quella ipotizzata dai calcoli di Sandro, avrebbe una larghezza di 1 m ogni 200 l/sec di portata (calcolo molto sommario).
            Potenza idraulica 8.9 kW
            Rendim complessivo 55%
            Pot disponibile alle macine 4.9 kW
            Velocità di rotazione 8 g/min
            E' evidente che la potenza è decisamente sovrabbondante per una coppia di macine.
            A questo proposito vi invito a leggere i post "Vecchio mulino....". Dalle foto risulta evidente che per ruote p.d.s. di diametro comparabile
            azionanti almeno una coppia di macine, la larghezza e quindi la portata richiesta è decisamente inferiore a quella da noi ipotizzata.

            Rimango dell'opinione che un impianto così come è stato concepito sia del tutto irrazionale.
            Assurdo pompare acqua dalla falda per macinare farina tramite una ruota, anche a scopo didattico.
            Si presterebbe a facili ironie da parte di visitatori almeno un poco scafati.

            Nota
            Gli impianti di molitura storici, utilizzavano qualunque fonte di energia idro disponibile, anche minima.
            Di certo funzionavano, sia pure con frequenti inattività specie stagionali, ma altrettanto probabilmente,
            date le modeste potenze disponibili, e le tecnologie primitive, erano soggetti a malfunzionamenti.
            Nella progettazione di un "nuovo" impianto, può convenire abbondare nella potenza installata.
            Nel caso in esempio, non 0,5 kW ma almeno 1 kW.
            L'assorbimento sarà comunque commisurato al lavoro effettivamente svolto ma la funzionalità se ne avvantaggerà.
            Ultima modifica di Wilmorel; 13-01-2017, 09:46. Motivo: aggiunta nota

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            • #7
              possiamo sentirci? non so come rintracciarti... grazie

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              • #8
                grazie ragazzi, io ho preso ispirazione da qui: YouTube

                come si può vedere una ruota alta massimo 2,5 metri fa muovere 2 mulini... e non credo che l'acqua pompata sia così forte....
                ecco la ruota e dimensione della canala dell'acqua:



                perchè non potrei replicare questa idea per il progetto Mulinum?
                Clicca sull'immagine per ingrandirla. 

Nome:   14370173_560971160770823_7886083653710327702_n.jpg 
Visite: 1 
Dimensione: 78.7 KB 
ID: 1959199

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                • #9
                  Originariamente inviato da Wilmorel Visualizza il messaggio

                  Rimango dell'opinione che un impianto così come è stato concepito sia del tutto irrazionale.
                  Assurdo pompare acqua dalla falda per macinare farina tramite una ruota, anche a scopo didattico.
                  Si presterebbe a facili ironie da parte di visitatori almeno un poco scafati.
                  d'accordissimo
                  fra l'altro in https://www.energeticambiente.it/red...cqua%2F089.jpg
                  vedo un tubo molto piccolo. Fossi in loro muoverei le macine con un motore elettrico e la ruota la farei girare a vuoto, solo come *modello*, basta l'acqua del rubinetto (ma mica una ruota per di sotto).

                  aggiungo: oppure, visto che è didattico e che mica macinano per davvero, usano il il rubinetto, ci mettono un frizione, e quando ha preso giri ed inerzia, innestano la marcia e ci macinano un pugno di grano (ricordarsi di chiudere il rubinetto quando si chiude
                  Ultima modifica di gino33; 15-01-2017, 04:53.

                  Commenta


                  • #10
                    Originariamente inviato da gino33 Visualizza il messaggio
                    d'accordissimo
                    fra l'altro in https://www.energeticambiente.it/red...cqua%2F089.jpg
                    vedo un tubo molto piccolo. Fossi in loro muoverei le macine con un motore elettrico e la ruota la farei girare a vuoto, solo come *modello*, basta l'acqua del rubinetto (ma mica una ruota per di sotto).

                    aggiungo: oppure, visto che è didattico e che mica macinano per davvero, usano il il rubinetto, ci mettono un frizione, e quando ha preso giri ed inerzia, innestano la marcia e ci macinano un pugno di grano (ricordarsi di chiudere il rubinetto quando si chiude
                    vedi qui YouTube

                    è ad acqua, senza trucchi... 2 macine

                    Commenta


                    • #11
                      anche qui un esempio da cui vorrei prendere spunto: YouTube

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                      • #12
                        Stefano ,adesso inizio a capire cosa hai in mente .
                        La ruota su you tube è 3 metri di diametro, (confrontatela con il pannello d'armatura del muro in cls ..che è 50 cm )
                        la portata è circa 15 litri secondo compatibili con il tubo in pead di alimentazione che si vede sopra )
                        con questi dati ottieni circa 500 W meccanici..compatibili con le potenze minime suggerite dal buon Wil
                        Faccio notare che le 2 macine sono alimetate da un unico albero ma con 2 coppie coniche con inserimeto assiale manuale ,quindi funzionerà una sola macina per volta .
                        La portata minima sarà quindi 1 metro cubo al minuto .La vasca di raccolta dell'acqua realizzata sotto il pavimeto del mulino dovrà essere 6x10 metri alta 1 metro per garantire 1 ora di funzionamento..che se realizzata durante la realizzazione delle fondamenta del mulino non dovrebbe essere particolarmete onerosa ..
                        la scelta della pompa dorà essera ccurata per ottimizzare il consumo d'energia ,meglio una monstadio orizzontale 1500 giri con tubo di adescamento con valvola unidirezionale e filtro ...la lowara FHS4 65/160/22 fa il caso tuo è equipaggiata con un motore 2.2 kw che potrà essere monofase o trifase ,dipende dal contatore installato . il massimo dell'etica si otterrebbe realizzado anche un impianto fotovoltaico " in isola "
                        vista la latitudine 2 kw di fotovoltaico sul tetto pari a 8 pannelli da 250 W da 100x 160 cm produrranno almeno 6 kWh /giorno al netto delle perdite di conversione ,servono12 accumulatori da 2V 500-600 Ah e un inverter adeguato da 3.5 kW 24V

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                        • #13
                          Originariamente inviato da stefano88eolico Visualizza il messaggio
                          vedi qui YouTube

                          è ad acqua, senza trucchi... 2 macine
                          nessun trucco, se serve solo didatticamente, cioè se basta macinare un pugno di grano ogni 5 minuti o giù di lì, quello che ti ho suggerito va benissimo.
                          il "progetto Mulinum" invece mostra una ruota per di sotto

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                          • #14
                            grazie per sentirci privatamente come possiamo fare? un tuo sito? oppure cercami tu

                            Commenta


                            • #15
                              Gino è veramente una persona competente e qualificata per offrirti consigli ed altro.
                              Come Sandro, che conosco personalmente e stimo.
                              Io sono preso da numerosi impegni e il mio tempo disponibile è veramente poco, comunque non sufficiente per assumere incarichi "professionali" in Calabria.
                              Posso tuttavia consigliarti, se come sembra intendi perseverare nei tuoi propositi, un eloquente filmato e un facile volumetto che contiene un "quasi" progetto, che puoi elaborare tu o
                              fare sviluppare, molto semplicemente da un geometra od ingegnere.
                              - "La costruzione di una ruota idraulica" ,autore Paoli Luciano, editore Il Rostro
                              - YouTube
                              La ruota illustrata nel filmato, ovviamente di dimensioni più contenute, in considerazione delle finalità didattiche, si presterebbe bene ai tuoi scopi,
                              e pare elaborata da istruzioni analoghe a quelle contenute nel citato volumetto, che puoi trovare sicuramente su e-bay.
                              Ultima modifica di Wilmorel; 16-01-2017, 10:01.

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                              • #16
                                Ciao Will, non credo che dicesse a me
                                io poi ho fatto solo una battuta, ma una battuta fino a un certo punto perchè per far giocare dei bambini, col tubo per inaffiare facevo girare la ruota che sai, dopo poco prendeva tutti i suoi giri e, pesante com'era, aveva una bella inerzia, te l'immagini un ruotone di cemento?
                                ora che sono di moda i sistemi ad accumulo

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