Idroelettrico Idraulica
La Turbina di Nikola Tesla

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qqcreafis

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Inviato il: 30/1/2011,13:11

CITAZIONE
Ora, quando calcolo i watt in ingresso alla turbina devo tenere conto delle Atm a rubinetto chiuso, oppure delle diverse Atm che si presentano su ogni carico??

i w in ingresso è solo l'enrgia cinetica del getto calcolato dal programma però nel caso di pressione atmosferica all'interno della turbina .

è normale che la pressione diminuisca quando il fluido scorre, è molto interessante il fatto che la pressione diminuisce con il carico , significa che l'acqua scorre più velocemente con il carico , c'è meno ostruzione, la turbina funzionerà meglio o peggio?


La potenza in ingresso sovrastimata (anche del 100%)è Qgh al secondo dove Q è la portata (M se energia), nel programma che ho fatto si stimava l'energia cinetica all'ugello ,

comunque ho l'idea giusta tu in ogni regime di funzionamento puoi misurare la portata mettendo un secchio e misurando il volume /s che esce dalla turbina, conoscendo la superficie dell'ugello riesci a calcolare la velocità di uscita dall'ugello (l'acqua è incompressibile e quindi la portata deve passare per di lì ) e quindi l'energia cinetica e di conseguenza l'energia in ingresso alla turbina


V=Q/(AREA ugello)

CODICE
fomuletta aggiustata


P=1/2D*QV^2=D*Q^3/(2*AREA^2)

naturalmente tuto in m^3/s e m^2 e kg/m^3

D=1000kg/m^3 (per l'acqua)

il discorso è esatto però solo se la pressione all'interno scatola della turbina è vicino a quella atmosferica


comunque pubblica una tabella con tutti i dati misurati

portata, numero di giri/s, momento torcente, pressione nel tubo, ecc ecc




Modificato da qqcreafis - 30/1/2011, 21:13


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Inviato il: 30/1/2011,13:22

CITAZIONE (qqcreafis @ 30/1/2011, 13:11)
è molto interessante il fatto che la pressione diminuisce con il carico , significa che l'acqua scorre più velocemente con il carico , c'è meno ostruzione, la turbina funzionerà meglio o peggio?

Questa cosa non la capisco...come fa sotto carico a ridursi la pressione? Cioè la pratica dice questo ...ma io sinceramente non lo capisco. Sul fatto della turbina di fungere meglio o peggio...dipende...dipende da che punto si trova la sua curva caratteristica. Cmq un grossissimo passo avanti si farà quando vedremo le curve del rendimento della turbina e del piggot...ma soprattutto su quest'ultimo...li si che dovremo riconsiderare molte cose, perchè le curve di rendimento che davo per scontato (prese su internet) non centrano nulla con la realtà. faccine/sad.gif
Insomma ...il torsiometro ci farà fare dei passi da gigante...bravo kekko. faccine/clap.gif


CITAZIONE (qqcreafis @ 30/1/2011, 13:11)
il discorso è esatto però solo se la pressione all'interno scatola della turbina è vicino a quella atmosferica

Si...mi hai illuminato...giusto....giusto...mi stavo perdendo.
Bolle



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qqcreafis

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Msg:10029

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Inviato il: 30/1/2011,13:37

CITAZIONE
Questa cosa non la capisco...come fa sotto carico a ridursi la pressione?

io qualche sopetto ce l'ho

Hai presente la curva a spirale che descrive la traiettoria del fluido in tutte le illustrazioni, a mè non torna per nulla

innanzi tutto l'acqua quando cambia mezzo (aria==>dischi) subisce una rifrazione notevole verso il centro dove ci sono gli scarichi

questa rifrazione dipende dalla velocità relativa se i dischi vanno veloci (poco carico) la traiettoria si spiraleggia e l'acqua esce solo per differenza di pressione, la turbina fa molta ostruzione


a dopo...



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qqcreafis

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Msg:10029

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Inviato il: 30/1/2011,15:09

e la pressione sale nella scatola e nel tubo

se c'è carico la turbina funziona meglio perchè la traiettoria è più curva verso lo scarico e la turbina funziona come una pelton fa meno ostruzione e la pressione all'interno della scatola e del tubo diminuiscono, per rendersene conto basta misurare la quantità d'acqua che passa attraverso la turbina al varia re del carico



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mac-giver

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Msg:1717

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Inviato il: 30/1/2011,15:16

CITAZIONE (kekko.alchemi @ 30/1/2011, 04:16)
La condizione è questa, se chiudo il rubinetto sul fondo della condotta, il manometro posto vicino al rubinetto, mi segna 8 metri di colonna d'acqua, e infatti corrisponde perfettamente. Se però apro il rubinetto e faccio girare quindi la turbina, la pressione nel tubo cala inizialmente da 0,8 Atm a 0,6 Atm, se poi metto un carico medio sulla turbina, la pressione diventa 0,4 Atm.

allora.. se con il rubinetto chiuso segna 0,8 quanto segna con l'ugello libero di sparare in aria senza turbina?

perchè così possiamo capire meglio i comportamenti..

perchè per calare la pressione all'interno della condotta deve per forza aumentare la portata in uscita..

quindi penso che con l'ugello in aria che spara a tutta dovresti avere 0,3 sul manometro giusto?


su un ugello da 6.7mm dovresti mettere un tubo di portata da 30mm allora dovresti avere la pressione nella condotta quando l'ugello spara a tutta vicina allo 0.7 -0.75

 

kekko.alchemi

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Msg:5226

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Inviato il: 30/1/2011,20:40

CITAZIONE (mac-giver @ 30/1/2011, 15:16)
perchè per calare la pressione all'interno della condotta deve per forza aumentare la portata in uscita..

Assolutamente no mac!! Perchè diminuisce la velocità dell'acqua! La portata in uscita infatti è sempre costante anche al variare della pressione in ingresso, questo perchè si modifica la velocità.

Kekko



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qqcreafis

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Msg:10029

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Inviato il: 30/1/2011,21:06

CITAZIONE
La portata in uscita

la portata per un fluido che non si comprime è costante
n qualunque sezione del condotto

errore -imprecisione
CITAZIONE
Sto verificando la formula..

. nel caso dell'energia la portata è quella in massa /volume , ma quella della velocità è in m^3/s, è meglio che aggiusto la formuletta aggiungendo la densita

chiedo umilmente scusa per la formula confusa



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Msg:13786

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Inviato il: 30/1/2011,21:41

CITAZIONE (qqcreafis @ 30/1/2011, 21:06)
chiedo umilmente scusa per la formula confusa

ma quali scuse...ci mancherebbe altro...torno dall'uragano di mio figlio.



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mac-giver

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Inviato il: 30/1/2011,22:49

CITAZIONE (kekko.alchemi @ 30/1/2011, 20:40)
CITAZIONE (mac-giver @ 30/1/2011, 15:16)
perchè per calare la pressione all'interno della condotta deve per forza aumentare la portata in uscita..

Assolutamente no mac!! Perchè diminuisce la velocità dell'acqua! La portata in uscita infatti è sempre costante anche al variare della pressione in ingresso, questo perchè si modifica la velocità.

Kekko

ma io parlo nel caso dell ugello in aria, no dentro la turbina..

se metti il manometro sul tubo appena dietro l'ugello dovresti osservare che

con il dito chiudi l'ugello cosa leggi sul manometro? 0,8 atm giusto?

se togli il dito cosa leggi?

 

kekko.alchemi

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Inviato il: 31/1/2011,00:44

No mac è la stessa cosa, non è come pensi, se metto il dito davanti all'ugello, fino a quando non arrivo alla condizione critica, vedo la pressione aumentare ma la portata resta invariata, non cala assolutamente, proprio in virtù del fatto che l'acqua è un fluido incomprimibile.



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mac-giver

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Inviato il: 31/1/2011,02:34



ma il mio discorso è un altro, con l'ugello a 5,7mm quanto hai nel tubo di pressione senza la turbina?

 

kekko.alchemi

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Inviato il: 31/1/2011,11:45

CITAZIONE (mac-giver @ 30/1/2011, 15:16)
perchè per calare la pressione all'interno della condotta deve per forza aumentare la portata in uscita..

Il discorso era chiarire questa cosa qua, perchè è fondamentale! La portata non aumenta affatto ne diminuisce in nessuna condizione, perchè l'acqua è un fluido incomprimibile.
La pressione senza turbina è uguale a quando la turbina è sotto carico, ma ancora una volta la portata è sempre costante, non cambia nulla, anche senza turbina con l'ugello in aria.

Kekko



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kekko.alchemi

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Inviato il: 1/2/2011,03:50

Eccoci qua! Dopo varie prove fatte con la turbina il miglior rendimento che ho ottenuto è stato del 22,24% con una produzione di 2,36 W sull'asse e 10,62 W in ingresso dall'ugello! Il miglior rendimento della turbina Tesla si ha (in linea da quanto detto dai vari link) quando il carico sull'asse fa fare alla turbina circa la metà degli RPM di quando gira a vuoto. Non male secondo me per una turbinetta così piccola. In Turbine piccole, per non dire microscopiche come la mia, i rendimenti che si trovano in giro sono pessimi, a volte anche sotto il 10%. Questo è dovuto al fatto che con le cose piccole gli errori di tolleranza diventano macigni per la turbina stessa, e ne influenzano irrimediabilmente il rendimento.Tuttavia in questa turbina ci sono ancora ancora 4 cose che devo migliorare:- L'ugello, infatti oltre che ad essere mal orientato presenta una sezione del foro errata.- La distanza dei dischi, ora è a 0,55mm circa il doppio di quella calcolata che è di 0,28mm.- La geometria dell'esterno dei dischi.- Lo scarico, del tutto sbagliato perchè l'acqua scarica all'interno della turbina stessa, e viene quindi centrifugata.Apportando queste migliorie, anche se più di tanto non posso salire con il rendimento perchè è una turbina decisamente piccola (meno di 10W), conto almeno di raggiungere la percentuale di rendimento che mi ero posto come traguardo e cioè 30 - 40%. Facendone poi una più grande, magari qualche centinaio di watt, le cose miglioreranno di sicuro.Qui sotto vi riporto tutti i dati con anche un grafico che mostra l'andamento degli RPM, della coppia (Nm), dei Watt e del rendimento.
ForumEA/us/img821/9246/graficorendimenti.png
1)
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Si può notare un rendimento pressoché costante dagli 0,024 Nm fino agli 0,049 Nm, il che non è da sottovalutare perchè significa che abbiamo una turbina sulla quale possiamo raddoppiare la coppia e dimezzare gli RPM (in questo caso da 800 RPM a 400 RPM) senza far calare il rendimento. Cosa utilissima nel caso di carichi variabili sul generatore o portate incostanti dell'acqua.Saluti a tutti Kekko!



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Dynoc
KiloWatt


Utente
Msg:200

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Inviato il: 1/2/2011,11:48

Bene!! bei risultati, tutto sommato non sono male!!

tra l'altro mi sa che ho vinto la scommessa, o quasi faccine/wink.gif
(comunque mi sono avvicinato più di tutti!)

-D-

 

qqcreafis

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PetaWatt


Utente
Msg:10029

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Inviato il: 1/2/2011,14:00

fare delle prove con la turbina aperta per vedere

1) se funziona lo stesso
2)quanta acqua ricentrifuga



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