kekko.alchemi il 10/1/2011, 22:57
Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Oggi ho voluto fare un po' di prove per poter verificare l'attendibilità delle formule.

In questo esperimento cercheremo di calcolare la portata, la pressione e la velocità di un fluido (acqua) in un condotto di 1,5 cm di diametro, per ricavarne poi la potenza teorica.

I dati sono questi:

- Dislivello: 9,25 metri
- Condotta: 1,5 cm di diametro
- Due serbatoi posti sopra e sotto il dislivello per misurarne la portata.

Qual'è la portata e la velocità dell'acqua che vi aspettate dopo il salto di 9,25 m? E quanto sarà la pressione a condotta chiusa?

Siamo siuciri che i risultati pratici sono così scontati come sembrano???

I calcoli teorici dicono che, ponendo una colonna d'acqua alta 10 metri avremo una pressione di 1 atmosfera. Quindi avendo un dislivello di 9,25 metri la pressione teorica sarà di 0,925 Atm.

La velocità dell'acqua si calcola con la seguente formula:
(2 * 9,8 * "metri dislivello")^0,5

quindi sostituendo i dati viene: 13,46 m/s

La portata invece si calcola con questa formula:
("diametro tubo"^2) / 10 * 0,785 * "velocità m/s"

sostituendo i dati viene una portata di: 2,38 litri/s
Fin qui tutto è chiaro spero.

/ / / / / / / /

Passado ora alla pratica ho provato a replicare l'esperimento prendendo un tubo da 15 mm di diametro interno e porlo in verticale per 9,25 metri.
In alto e in basso ho posizionato due serbatoi per fare le misurazioni.

I dati vengono completamente diversi dalla teoria, con gran sorpresa, riempiendo il tubo di acqua (messo in verticale per 9,25 metri) il manometro mi segna solamente 0,5 bar. Andando poi a calcolare quanta acqua mi esce dal tubo mi è venuto 0,5 litri/s. Mi riempie infatti un contenitore da 12 litri in 24 secondi spaccati.

Come mai tutta questa differenza fra teoria e pratica??? Le perdite di carico su un tubo dritto, giocano tutto questo ruolo? E come le calcoliamo? Te che ne pensi qqcreafis?
Premetto che il tubo è semirigido perciò non si ostruisce facilmente, è dritto perfetto e non ha ostruzioni ne in entrata ne in uscita.

Il numero di Reynolds dice che se siamo in regime turbolento la velocità del fluido aumenta proporzionalmente a quanto aumenta la turbolenza, ma l'attrito dell'acqua sulle pareti secondo me fa calare drasticamente la portata.

Saluti kekko

mac-giver il 10/1/2011, 23:45
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
se il tubo è quasi 10 metri e il manometro segna 0,5 il manometro ha la scala troppo grande.. dovresti usare un manometro con 2 atm fondo scala..

poi se il tubo ha le pareti interne sporche di calcare perchè il tubo è usato con acqua che fa depositi la rugosità interna è elevata e questo fà degli attriti notevoli al flusso..

poi per il calcolo delle perdite di carico nelle condotte, bisogna conoscere bene la rugosità del tubo appunto..

R è la rugosità del tubo (usare sempre unità di misua omogenee):
R = 0,0000547 m per acciaio
R = 0,000259 m per la ghisa
R = 0,000122 m per superfici rivestite
R = 0,000152 m per superfici zincate
R = 0,00165 m per il cemento

http://it.wikipedia.org/wiki/Perdita_di_carico

ti ricordi che ho dovuto quadruplicare il diametro del tubo per non avere perdite su 90mt?

(tiramo su la pompa
)





CITAZIONE (kekko.alchemi @ 10/1/2011, 22:57) [quote]ma l'attrito dell'acqua sulle pareti secondo me fa calare drasticamente la portata.

Saluti kekko

tana! è proprio quello..


kekko.alchemi il 10/1/2011, 23:57
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Il tubo è nuovo, appena comprato, la rugosità è praticamente assente perchè è di quello a doppia camicia, e il manometro ha un fondoscala di 3 Atm quindi adatto allo scopo. Ho aperto una discussione proprio perchè attenendomi scrupolosamente a tutti i dettagli, cmq il conto non torna. Cioè se dai calcoli un tubo di X di diametro mi porta Y acqua, nella pratica ci potrà essere una differenza di un massimo di 20%, qui siamo oltre il 400% quindi significa che nei calcoli manca un qualche parametro fondamentale, sicuramente è il numero di Reynolds che influisce parecchio. Il problema è che una volta appurato che siamo in regime turbolento non è semplice quantificare le perdite. Se devo fare un progetto di una centrale idroelettrica non posso dimensionare il tubo per tentativi ma devo avere delle formule ben precise con approssimazione massima del 10%.

CITAZIONE (mac-giver @ 10/1/2011, 23:45) [quote]tana! è proprio quello..


E no non è quello invce. Per attrito intendo il numero di Reynolds, non l'attrito per viscosità dovuto alla superficie non liscia...

Qui la condizione è completamente diversa dalla condizione in cui ti sei trovato te con la pompa nel pozzo. Perchè li avevi una portata fissa, e quindi è ovvio che se ingrandisci il diametro del tubo la velocità dell'acqua diminuisce e diminuisci le perdite di ogni tipo.

Qui invece nel mio caso se ingrandisco il tubo, non cambia così proporzionalmente, perchè la velocità resta sempre la stessa, ma siccome aumenta la portata, siamo da capo a dodici.
Ed è per questo che dico che manca qualcosa, un fattore di calcolo che stiamo tralasciando.

mac-giver il 11/1/2011, 0:24
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
allora il manometro è sballato.. dovrebbe segnare 0.9 atm per forza..



ma sei sicuro che se cambi il diametro del tubo la velocità rimane la stessa?

il tubo è il multistrato alluminio teflon ?? quello ha una rugosità bassisima!! li il flusso rimane laminare sempre...





kekko.alchemi il 11/1/2011, 0:33
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Ma certo che la velocità resta la stessa!! E' una cosa ovvia. La velocità di un fluido in caduta libera non dipende dalla sezione del tubo ma dal salto che compie.

Assolutamente NO! Il flusso non rimane laminare solamente perchè la rugosità è bassa, quello non centra nulla, il regime laminare o turbolento è dato dalla densità del fluido, e dalla velocità del fluido in un tubo di una certa sezione. Quindi anche se la rugosità è bassa ma hai un rapporto sfavorevole fra velocità del fluido e diametro del tubo, sei in regime turbolento cmq. Come ripeto in questo caso la rugosità del tubo conduttore non ha influenza significativa. C'è dell'altro...

mac-giver il 11/1/2011, 0:40
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (kekko.alchemi @ 11/1/2011, 00:33) [quote]Assolutamente NO! Il flusso non rimane laminare solamente perchè la rugosità è bassa, quello non centra nulla, il regime laminare o turbolento è dato dalla densità del fluido, e dalla velocità del fluido in un tubo di una certa sezione. Quindi anche se la rugosità è bassa ma hai un rapporto sfavorevole fra velocità del fluido e diametro del tubo, sei in regime turbolento cmq. Come ripeto in questo caso la rugosità del tubo conduttore non ha influenza significativa. C'è dell'altro...

Il valore della scabrezza relativa influenza il regime fluidodinamico (laminare o turbolento) della condotta.

http://it.wikipedia.org/wiki/Scabrezza_relativa


prova a fare la prova con un tubo più grande e vedi se l'errore rimane lo stesso del 400%­

NonSoloBolleDiAcqua il 11/1/2011, 0:40
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Ho appena ripreso il controllo della famiglia...
...tutti a nanna!!!
Allora...cosa succede? Boooo!
Allego i calcoli teorici e quelli pratici...accade che la velocità di uscita dell'acqua cala paurosamente...come mai? Booo!
Ci sono due possibilità: 1 le formule sono sbagliate 2. le misure sono errate....hehehe
La cosa più probabile è che le formule sono sbagliate...perchè la velocità di uscita è bassa...molto bassa...e le formule hanno bisogno di un piccolo fattore di correzzzzzzziioooooneeeee!

Fatemi ritirare in religioso silenzio....che cerco di metterci una pezza...
hahhaha!
Immagine Allegata: PortataVelocità.jpg



kekko.alchemi il 11/1/2011, 0:50
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Appunto quindi! E' come ti dico io. La rugosità non centra nulla, se non tieni conto del diametro, puoi mettere anche una superficie come il vetro, ma se il rapporto fra velovità del fluido e diametro è "sfavorevole", sei in regime turbolento anche con un tubo di vetro.
Come ripeto, la rigosità conta ben poco, chi conta veramente è questo rapporto fondamentale che determina il numero di Reynolds. Se leggi bene il link che hai messo infatti, quella condizione ha una rilevanza significativa mettendo della sabbia nella superficie del tubo. E' così infatti che il fisico si accorse dei diversi regimi. Ma qui parliamo di altro, il tubo all'interno è scontato che è liscio, e cmq trascurabile visto che è dritto perfettamente.

Le perdite di carico infatti, si calcolano prevalentemente su curve, strozzature... ma su un tubo liscio e dritto, le perdite di carico per rugosità sono trascurabili. Ciò che invece non è trascurabile è il rapporto fra la velocità e il diametro del tubo che determina il regime turbolento o laminare.

Ahahahahahaha bene Bolle!! Sto facendo un po' di conti. Quello che vorrei sapere è come posso fare per quantificare le perdite una volta stabilito che siamo in regime turbolento (e anche di brutto secondo me).

NonSoloBolleDiAcqua il 11/1/2011, 0:52
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Penso di esserci...questa è la formula che va utilizzata...hehehehe!
Allego l'immagine e faccio il foglio excel quanto prima.
Bolle
PS:I conti vanno sempre fatti con l'oste!!!
Immagine Allegata: CalcoloAcquaInPressioneSuUnTubo.jpg



mac-giver il 11/1/2011, 0:59
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
mi sa che ci sono diametri minimi con il quale le formule cominciano a ritornare, ricordo che dopo certi diametri cambiavano dei fattori fissi.. bollee che manca??

ho trovato questo

www.oppo.it/calcoli/hazen-william-portata.html

ahh se semo sovrapposti..

kekko.alchemi il 11/1/2011, 1:00
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (NonSoloBolleDiAcqua @ 11/1/2011, 00:52) [quote]PS:I conti vanno sempre fatti con l'oste!!!

Sempre!!


mac-giver il 11/1/2011, 1:01
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
L'equazione di Hazen-Williams è una formula valida per tubi di diametro inferiore a 1,8 m (Casey, 1992) che convogliano acqua.

erano diametri massimi eheh la vecchiaia mannaggia..

NonSoloBolleDiAcqua il 11/1/2011, 1:03
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (mac-giver @ 11/1/2011, 00:59) [quote]www.oppo.it/calcoli/hazen-william-portata.html

Si...quella formula...la sto passando nel foglio excel...dove il parametro C di scabrezza del tubo di kekko è 114.


Immagine Allegata: FomulazzaGiustaPuntoInterrogativo.jpg



mac-giver il 11/1/2011, 1:06
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
ma non è 150?

NonSoloBolleDiAcqua il 11/1/2011, 1:09
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (mac-giver @ 11/1/2011, 01:06) [quote]ma non è 150?

Si...ma con 114 tornano i conti...e quindi ho messo 114.....hahahha
Per la serie ...m'aggiusto le cose!!!

Ciao
Bolle
PS1:Questa cosa mi sta facendo venire l'orticaria!!!
PS2:Allora oste...cosa dici...ti tornano ora le cose?
PS3:Minchia...tocca modificare il foglio excel...con la parte relativa ai tubi...di fatto non avevo capito il tubo...hhahahah...ho fatto la battuta!
PS4:Sto vedendo quanto cala la portata modificando la sezione del tubo...mi viene da piangere
!!!



kekko.alchemi il 11/1/2011, 1:15
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Ahahahahahah grande!! Però deve tornare anche con i dati reali


OK perfetto!!


Il calcolo ora è perfetto, perchè il tubo è lungo circa 15 metri e quindi con il valore 150 di scabrezza, torna perfettamente la portata di 0,5 l/s.

mac-giver il 11/1/2011, 1:20
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (NonSoloBolleDiAcqua @ 11/1/2011, 01:09) [quote]CITAZIONE (mac-giver @ 11/1/2011, 01:06) [quote]ma non è 150?

Si...ma con 114 tornano i conti...e quindi ho messo 114.....hahahha
Per la serie ...m'aggiusto le cose!!!


PS4:Sto vedendo quanto cala la portata modificando la sezione del tubo...mi viene da piangere
!!!

sei er pejo..


con 150 viene 0,66 ma cmq è abbastanza preciso dai.. ma come modifichi la sezione? la metti più piccola?


NonSoloBolleDiAcqua il 11/1/2011, 1:20
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Se il tubo è lungo 15 metri allora ci siamo...il coefficiente è 150...e facciamo tutti contenti.
ehhheehe
Bolle
PS:Ho notato che mettendo la sezione di 1 cm ...il programma fa i lbotto carpiato...occorre quanto prima portarlo in excell...ora non mi fido più di nullaaaa
...nemmeno di me stesso!!!



Immagine Allegata: CiSiamo.jpg



mac-giver il 11/1/2011, 1:21
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
ma alla fine sta scabrezza conta o no?


kekko.alchemi il 11/1/2011, 1:22
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Ok, quindi adesso possiamo fare i conti con l'oste... Se ho una cascata di 100 litri al secondo per esempio, il tubo lo devo dimensionare (una volta impostato il coefficente di scabrezza) in base alla lunghezza che avrò. Altrimenti il tubo non riuscirà a portarmi tutta l'acqua che viene dal fiume.

mac-giver il 11/1/2011, 1:23
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
15 mt?? ma non avevi detto 9,25mt e il tubo era dritto? ohhh e ve aggiustate tutto pe fa ritornà le formule??


NonSoloBolleDiAcqua il 11/1/2011, 1:25
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (mac-giver @ 11/1/2011, 01:21) [quote]ma alla fine sta scabrezza conta o no?


Conta molto di più la sezione...la formula parla chiaro il valore è elevato alla 4.etc.
Cmq occorre testarla sta cavolo di formula...serve un'altro esempio...l'oste domani potrà servirci altro vino?



kekko.alchemi il 11/1/2011, 1:26
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Ma si certo che conta la scabrezza, ma solo in parte, quello che ti dicevo è che non centra nulla la superficie del tubo per quanto riguarda i regimi turbolenti. Perchè come ti dicevo il fisico per avere dei dati significativi di turbolenza ha dovuto metterci la sabbia dentro ai tubi. Il regime di turbolenza di cui parlavamo dipende dalla densità del fluido, e dal rapporto fra il diametro della condotta e la velocità del fluido.

NonSoloBolleDiAcqua il 11/1/2011, 1:26
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
PS:Francè...rimani male se modifico il titolo della discussione?

kekko.alchemi il 11/1/2011, 1:33
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Esatto Bolle, è prorpio quello che dicevo!!


Noooo fai fai!!!!! nessun problema!

CITAZIONE (mac-giver @ 11/1/2011, 01:23) [quote]15 mt?? ma non avevi detto 9,25mt e il tubo era dritto? ohhh e ve aggiustate tutto pe fa ritornà le formule??


Ma infatti il salto è di 9,25 metri (dislivello piezometrico) ma il tubo per questioni pratiche è più lungo (lunghezza della condotta) perchè deve essere connesso sia al serbatoio sopra e sia a quello sotto. Ma durante il salto è dritto perfetto.
Quindi una cosa è il dislivello piezometrico e una altra cosa è la lunghezza della condotta.

NonSoloBolleDiAcqua il 11/1/2011, 1:36
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Ho scritto un papiro...dimmi se ti piace il titolo. Gli altri cosa dicono?Dormono...vado a nanna anche io!
Cià
Bolle


kekko.alchemi il 11/1/2011, 1:37
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Per quanto riguarda la pressione che leggo di 0,5 bar, ci sono altre sorprese oppure il manometro è starato?? Domani ne compre un altro nuovo, perchè questo è uno che avevo, e verifico cosa succede!

NonSoloBolleDiAcqua il 11/1/2011, 1:38
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (kekko.alchemi @ 11/1/2011, 01:33) [quote]Quindi una cosa è il dislivello piezometrico e una altra cosa è la lunghezza della condotta.

E si...in genere...anzi sono quasi sempre inclinate...tu hai fatto il caso ideale...e meno male che verifichi sempre tutto....bravo bravo.

Domani mi rivedo la formula...sempre se ho tempo...hai capito sti caxxi di tubi!


kekko.alchemi il 11/1/2011, 1:40
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Si si perfetto! Allora ci sentiamo, saluti a tutti e grazie per i chiarimenti!!


Eh già, non me la aspettavo proprio una perdita di portata così grande! Ma la pratica per fotuna ha sempre ragione!
ciaoo!

mac-giver il 11/1/2011, 1:50
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (kekko.alchemi @ 11/1/2011, 01:37) [quote]Per quanto riguarda la pressione che leggo di 0,5 bar, ci sono altre sorprese oppure il manometro è starato?? Domani ne compre un altro nuovo, perchè questo è uno che avevo, e verifico cosa succede!

non ci saranno sorprese.. vai li da verrino che ha quelli buoni..

[QUOTE=NonSoloBolleDiAcqua,11/1/2011, 01:38 ?t=43045292&st=15#entry301366687]
CITAZIONE (kekko.alchemi @ 11/1/2011, 01:33) [quote]Domani mi rivedo la formula...sempre se ho tempo...hai capito sti caxxi di tubi!


se non mettevo un certo tipo di tubi, accorciando il più possibile i percorsi (L), l'impianto a caduta che ho fatto che ti permette di fare due docce contemporaneamente con un salto di 3mt non avrebbe funzionato.. ora fanno presto gli impianti.. tubi piccoli e pieni di gomiti e T e poi autoclave a 6 atm
e i kw vanno.. e io paaggooo



kekko.alchemi il 11/1/2011, 1:53
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Quello lì è uno di quelli di Verrino... (termoidraulica vicino casa mia). Ma probabilmente sarà starato, spero.

PS: mac vai a vedere sul forum di roy, è impazzito e mi ha cancellato tutti i link di questo forum...

Notte a tutti!

NonSoloBolleDiAcqua il 11/1/2011, 3:21
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Notte insonne...Elettra è elettrica...hehhe
Ho letto sull'altro forum...sconcertato...ho scritto 2 righe.
Cmq tanto per chiarire...io non ho fatto tutto quello che dici che ho fatto...vi ho solo ascoltato!!
Non attribuitemi meriti che non ho!!!
Rivado a dormire.
Cià


NonSoloBolleDiAcqua il 11/1/2011, 11:26
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Eccoci...il nuovo foglio..ora dovrebbe essere tutto ok!
http://www.energialternativa.org/Public_mod/NewForum/ForumEA_mod/us/img171/6618/calcolopotenzaacquaintu.jpg
Attendiamo le conferme pratiche dell'oste....http://www.energialternativa.org/public_mod/NewForum/faccine_mod/drunk.gif
Bolle

Scarica allegato
PotenzaAcquaEPortataInTubo.rar ( Numero download: 123 )











qqcreafis il 11/1/2011, 12:21
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
riprovo a calcolare tutto

l'unica cosa ferma è il dislivello il diametro del tubo


la teoria di Bernoulli è per fluido senza attrito da cui deriva v=radicequadrata(2*accgrav*altezza ) sarebbe valida per un forellino sul fondo che fa uscire poca acqua, qua si intende il tubo a manetta ci sono perdite per resistenza

comunque Bernoulli darebbe v=13,4m/s

e portata (è il flusso del vettore velocità)

Q=sezione *velocità=2,4 litri al secondo

la teoria di poiseouille (http://it.wikipedia.org/wiki/Legge_di_Poiseuille) ci può aiutare ma siamo in regime turbolento
ci vuole un'altra teoria comunque calcoliamo la resistenza del tubo come se il flusso fosse laminare


R=8/3,14*9,25*10^-3/(1,5/2*10^-2)^4=7500000pascal/m^3

ammettendo una pressine media 0,5atm=50000pascal (la sto proprio sparando!)
Q=delta P/R=6l/s


teoria completamente insufficiente.

ora cerco di digerire questo www.ramsete.com/dispense01/porta130320/Porta130320.htm

comunque è sconfortante notare che appena si esce dalle condizioni più semplici le teorie (semplici) cedono subito




kekko.alchemi il 11/1/2011, 13:39
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Grande Bolle, ora il conto della portata ritorna perfettamente!! Però provando a calcolare i watt mi vengono solamente 2 miseri Watt... Quindi teoricamente senza perdite dovremo avere 401 W, ma poi in pratica con tutte le perdite del tubo abbiamo solamente 2 W... E' corretto?? Perchè se è così allora in nano idroelettrico, quando bulover tira fuori 160W da quel tubo, ha un rendimento molto alto in realtà la sua turbina...

Una cosa, nel foglio di calcolo non puoi aggiungere il calcolo della potenza anche sulla destra? Cioè dopo che si è calcolata la vera portata, così da poter vedere quanti sono i watt a disposizione dopo le perdite.

mac-giver il 11/1/2011, 13:59
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (qqcreafis @ 11/1/2011, 12:21) [quote]riprovo a calcolare tutto

ammettendo una pressine media 0,5atm=50000pascal (la sto proprio sparando!)

susa qq ma la pressione media perchè 0,5 atm?

non dovresti misurare la pressione a tubo aperto? ossia mentre l'acqua esce?

a malapena sarebbe 0,01 atm a tubo aperto

kekko.alchemi il 11/1/2011, 15:06
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Allora adesso che abbiamo un po' più di formule, proviamo ad ipotizzare un calcolo di una sezione di un tubo per alimentare una turbina.

Ipotizzando di avere un piccolo fiume:
- La portata è di 100 l/s
- Il salto che compie l'acqua è di 15 metri (dislivello piezometrico)
- La conotta che arriva alla turbina è lunga 40 metri
- La condotta è di acciaio

Quale sarà il diametro della condotta ottimale per portare tutta quell'acqua nella turbina?
Dai conti che ho fatto, per portare 100 l/s in una condotta lunga 40 metri, con un salto piezometrico di 15 metri, mi viene una condotta con un diametro di 13,5 cm.
Per comodità e per avere un margine di circa il 30%, per la nostra ipotetica turbina verrà installata una condotta di 15 cm di diametro.

Infine dimensionando quindi per bene la condotta, avremo una potenza teorica all'ingresso della turbina di circa 16 KW.

E' corretto?? Vi torna?

NonSoloBolleDiAcqua il 11/1/2011, 15:20
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (qqcreafis @ 11/1/2011, 12:21) [quote]comunque è sconfortante notare che appena si esce dalle condizioni più semplici le teorie (semplici) cedono subito

Macchè...è proprio questo il bello...non provi più soddisfazione a correggerti che a darti ragione?
La quotidianità...le solite cose che vanno come devono andare...che palle!!!
Hehehe..
PS:Sull'elettromagnetismo...ti sto aspettando al varco...piano piano...non si va di fretta!!




kekko.alchemi il 11/1/2011, 15:24
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Eh si il bello è proprio questo infatti!! Fino ad oggi non ho mai trovato una formula che prendi la applichi e rispecchia la realtà!
vanno sempre adattate e completate con altre...

NonSoloBolleDiAcqua il 11/1/2011, 15:25
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (kekko.alchemi @ 11/1/2011, 13:39) [quote]Una cosa, nel foglio di calcolo non puoi aggiungere il calcolo della potenza anche sulla destra? Cioè dopo che si è calcolata la vera portata, così da poter vedere quanti sono i watt a disposizione dopo le perdite.

Certo..

Ma a questo punto...io ho dei dubbi esistenziali...cioè la colonna di sinistra nel caso di caduta libera...rimane valida oppure va buttata?

Che impiccio...servono misure pratiche e verifiche teoriche incrociate...ma possibile che nessuno le abbia fatte?
Non è credibile che siamo i pionieri delle condotte...sono millenni che esistono




kekko.alchemi il 11/1/2011, 15:27
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (qqcreafis @ 7/1/2011, 22:15) [quote]hai una potenza di


0,5kg/s*9,8m/s^2*1,5m=7,35j/s=7,35W

Come si fa per calcolare la potenza in base alla protata?? Nell'altra discussione ho trovato questa formula di qqcreafis, ma non mi torna...
Se sostituisco i dati infatti viene:
100Kg/s * 9,8m/s^2 * 15m= 144 KW

mentre invece dovrebbero venire 16 KW... dove sbaglio??

qqcreafis il 11/1/2011, 15:29
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
questo è più chiaro

http://www.taed.unifi.it/fisica_tecnica/Sc...di%20carico.pdf

ora posso fare dei calcoli plausibili

kekko.alchemi il 11/1/2011, 15:42
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Eh si va buttata...
ovvero vale per l'acqua di una cascata che cade in aria, ma anche lì ho i miei dubbi...

Non rispecchia la realtà perchè nella colonna di sinistra quando imposti il diametro del tubo, la formula "pensa" che la velocità sia quella della caduta libera, mentre invece la velocità è data dalle perdite che si hanno con il tubo. Bisognerebbe fondere insieme le due formule, e fare un foglio di caloclo dove i dati da inserire siano:

H= dislivello piezometrico
L= lunghezza del tubo
p= Portata del fiume
s= coefficente in base al materiale del tubo

risultati:

D= diametro della condotta ottimale per portare quei l/s
P= Potenza dell'acqua all'uscita del tubo (che dimensionando per bene il tubo è la stessa di quella in caduta libera)
V= m/s dell'acqua all'uscita della condotta

Cmq si, come al solito siamo i pionieri...
vabbè scherzo non lo so, però so che una volta non si badava tanto a queste cose, avevano delle tabelle da rispettare, fatte seguendo l'esperienza di altri prima di loro. Poi se la centrale rendeva il 10% non era un problema tanto era cmq energia gratis, fra l'altro basndosi sempre su esperienze precedenti c'è il rischio che cmq alla fine veniva un bel lavoro perchè ottimizzavano sempre di più le cose.

Oggi dovrebbe esistere un "modello matematico" da seguire... oppure fanno ancora le centrali basandosi sulle tabelle?? mahh


CITAZIONE (kekko.alchemi @ 11/1/2011, 15:06) [quote]Allora adesso che abbiamo un po' più di formule, proviamo ad ipotizzare un calcolo di una sezione di un tubo per alimentare una turbina.

Ipotizzando di avere un piccolo fiume:
- La portata è di 100 l/s
- Il salto che compie l'acqua è di 15 metri (dislivello piezometrico)
- La conotta che arriva alla turbina è lunga 40 metri
- La condotta è di acciaio

Quale sarà il diametro della condotta ottimale per portare tutta quell'acqua nella turbina?
Dai conti che ho fatto, per portare 100 l/s in una condotta lunga 40 metri, con un salto piezometrico di 15 metri, mi viene una condotta con un diametro di 13,5 cm.
Per comodità e per avere un margine di circa il 30%, per la nostra ipotetica turbina verrà installata una condotta di 15 cm di diametro.

Infine dimensionando quindi per bene la condotta, avremo una potenza teorica all'ingresso della turbina di circa 16 KW.

E' corretto?? Vi torna?

X qqcreafis: Perfetto bel documento... Puoi provare a risolvere il problema qui sopra con le formule che hai trovato, così confrontiamo i risultati.

NonSoloBolleDiAcqua il 11/1/2011, 15:50
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
X kekko,
si fa velocemente ... ma occorre cambiare il foglio...lo faccio stasera...tempo permettendo.Le operazioni sono comunque queste: si calcola la portata mediante la formula a destra, si mette nella formula a sinistra in basso, si ricava la velocità...e a quel punto si ricava la potenza ( non considerando l'altezza ..mezza bellezza)...è più complicato a dirsi che a farsi...e a quel punto abbiamo chiuso il cerchio.

Ora devo andare...a stasera!
Ciao
Bolle

kekko.alchemi il 11/1/2011, 16:02
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Ok perfetto quindi! L'altezza non la consideri perchè già presente nella formula di destra no?

Cmq non abbiamo ancora chiuso il cerchio, perchè l'acqua che arriva dal fiume non è come quella che faccio scendere da un serbatoio, ma possiede già una certa velocità, ad esempio in quella cascata che ti dicevo che ho visto, l'acqua quando fa il salto ha già un bel getto di almeno 5 - 6 metri, quindi significa che se la incalano dal punto del salto, mi ritrovo nel tubo l'acqua già con una certa velocità. Questa velocità di ingresso va tenuta in conto... ma una cosa alla volta!

mac-giver il 11/1/2011, 16:58
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (kekko.alchemi @ 11/1/2011, 15:06) [quote]Allora adesso che abbiamo un po' più di formule, proviamo ad ipotizzare un calcolo di una sezione di un tubo per alimentare una turbina.

Ipotizzando di avere un piccolo fiume:
- La portata è di 100 l/s
- Il salto che compie l'acqua è di 15 metri (dislivello piezometrico)
- La conotta che arriva alla turbina è lunga 40 metri
- La condotta è di acciaio

Quale sarà il diametro della condotta ottimale per portare tutta quell'acqua nella turbina?
Dai conti che ho fatto, per portare 100 l/s in una condotta lunga 40 metri, con un salto piezometrico di 15 metri, mi viene una condotta con un diametro di 13,5 cm.
Per comodità e per avere un margine di circa il 30%, per la nostra ipotetica turbina verrà installata una condotta di 15 cm di diametro.

Infine dimensionando quindi per bene la condotta, avremo una potenza teorica all'ingresso della turbina di circa 16 KW.

E' corretto?? Vi torna?

www.lumieimpianti.com/calcola.asp

guarda qui.. non so che tipo di calcolo usano, ti dicono che con quel salto e quella portata la potenza producibile è di 12,5 kw

vedi un pò inserisci i dati nel foglio..


prova a mettere 0,5lt al sec e 10 mt di dislivello ti vengono 27 watt producibili..ti torna?

qqcreafis il 11/1/2011, 17:54
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE [quote]100Kg/s * 9,8m/s^2 * 15m= 144 KW

infatti fa 14,7kw ci hai messo uno zero di troppo

questo è il valore massimo dell'energia che si può ricavare senza alcuna perdita di carico, ad esempio se tu avessi un lago su una montagna ci fai una galleria sotto è spilli acqua dal fondo hai perdite di carico minimizzate.

un impianto simile l'ho visto in TV, ora ho capito perchè vengono anche dall'estero per vederlo.

Abbiamo visto quanto siano disastrose queste perdite, pensate a delle condotte forzate lunghe dei km...




CITAZIONE [quote]prova a mettere 0,5lt al sec e 10 mt di dislivello ti vengono 27 watt producibili..ti torna?

circa 40w senza attriti e solo 2w nel caso del tubo da 1,5cm di diametro

mac-giver il 11/1/2011, 17:56
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
bolle ho trovato questo per il calcolo del diametro della tubazione

A cura del Laboratorio Itinerante Tecnologie Appropriate


La condotta verrà realizzata in ACCIAIO, materiale dalle alte
prestazioni e di semplice giunzione. Il diametro interno è il datofondamentale da calcolarsi in base alla portata minima richiesta, se si diminuisce il diametro aumenta la velocità dell'acqua nel tubo e aumentano di conseguenza le perdite di carico, e viceversa.

Nei calcoli delle centrali idroelettriche il diametro viene stabilito in base a valutazioni economiche: diminuire il diametro significa spendere meno per i tubi ma aumentare l'energia dissipata, e viceversa. Si sceglie evidentemente il miglior compromesso. Nel caso delle micro centrali ci si può accontentare di scegliere un diametro che permetta di non avere perdite di carico esagerate (minori del 5%).

Le perdite di carico sono delle perdite di pressione dell'acqua dovute all'attrito (perdite di carico per frizione hf ) o ad effetti
turbolenti causati dal passaggio dell'acqua in restringimenti, curve, valvole ecc. (perdite di carico per turbolenza ht ) e si misurano in metri.



Per determinare il diametro della condotta forzata si utilizzeranno le seguenti grandezze:

L = lunghezza della condotta forzata (m)

Qu = portata utilizzata ( m3 / s)

H = salto lordo (m)



e si procede in maniera iterativa; prima di fissa arbitrariamente un diametro d e si calcolano le perdite di carico poi si verifica che hf + ht / H = 0.05 altrimenti si ingrandisce il diametro e si ripete il calcolo delle perdite di carico.



- Calcolo delle perdite di carico per frizione.

Presa la portata Qu e il diametro interno della condotta d, la velocità sarà vcf = 4Q / d2 (m / s)

Il numero di Reynolds Re = vcf d 106 e la scabrosità relativa K / d, con K = 0.003 (mm) per il ACCIAIO, individuano, nel diagramma di Moody, il coefficiente di frizione F che serve per calcolare le perdite di carico per fr
izione sul salto:

http://www.energialternativa.org/Public_mod/NewForum/ForumEA_mod/us/img411/6640/image172.gif

dove g indica l' accelerazione digravità.



- Calcolo delle perdite di carico per turbolenza.

Le perdite di carico per si possono determinare mediante l'equazione:

http://www.energialternativa.org/Public_mod/NewForum/ForumEA_mod/us/img716/4230/image116.gif

dove vi è la velocità del flusso dopo che ha incontrato uno degli ostacoli suddetti con coefficienti di perdita per turbolenza Ki.




http://web.tiscalinet.it/litaweb/D-caratteristiche.htm









qqcreafis il 11/1/2011, 20:20
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
conviene mantenere (se si può) il tubo in regime laminare allora il coefficiente d'attrito ha un valore chiaro e vale

64/Nreinolds

mescolando tutto mi viene un tubotirato forse al massimo a Nre =3000 (occorre verificare bene se si è ancora in regime laminare )

da 15 o 16 cm

L=40m

h=15m

poi calcolo l'energia

5m/s e100kg/s di acqua solo1340joule/s ??????

mi sto perdendo qualche pezzo??

qqcreafis il 11/1/2011, 21:35
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità


ho perso qualche pezzo!! l'ho ritrovato, domani sera correggo

bulover il 11/1/2011, 23:01
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Salve ragazzi ho seguito con molto interesse questa discussione perche' sono molto preso dalla mia piccola centrale "pico" e purtroppo il mio problema riguarda proprio la dimensione del tubo, visto che dalle prove che avete fatto è venuto fuori che piu' è piccola la sezione e piu' turbolenza si crea all'interno ( penso che nel mio caso sia altissima ).
Comunque appena mi sara possibile sostituisco la tratta piu' piccola (quella da mezzo) e la portero' tutta ad un pollice ,comunque anche la mia condotta è tutta dritta.
Mi sono intromesso nella discussione per chiedervi dove posso aprire una discussione riguardante il generatore cioe' come trovare le capacita' giuste dei condensatori.
un saluto
Bulover

NonSoloBolleDiAcqua il 11/1/2011, 23:41
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Dovrei ( ormai è d'obbligo) aver fatto il foglio con i dati completi...va verificato.
Riassumendo si è passati da 216 W ( teorici) a 2 W(reali)...cioè solo due miseri Watt...il nano idroelettrico di kekko...mi viene da piangere... http://www.energialternativa.org/public_mod/NewForum/faccine_mod/cry.gif ..perchè questi vanno ancora trasformati... http://www.energialternativa.org/public_mod/NewForum/faccine_mod/crash.gif http://www.energialternativa.org/public_mod/NewForum/faccine_mod/crash.gif http://www.energialternativa.org/public_mod/NewForum/faccine_mod/crash.gif
La velocità di uscita è passata da 13.4 m/s (teorica) a 2.9 m/s (reale) ...un piccolissimo 'fattore di sbaglio'...possiamo tranquillamente dire che quel tubo è un freno a mano tirato. http://www.energialternativa.org/public_mod/NewForum/faccine_mod/rolleyes.gif
http://www.energialternativa.org/Public_mod/NewForum/ForumEA_mod/us/img145/9324/calcoloportatapotenzaacu.jpg


CITAZIONE (bulover @ 11/1/2011, 23:01) [quote]Salve ragazzi ho seguito con molto interesse questa discussione perche' sono molto preso dalla mia picc
ola centrale "pico" e purtroppo il mio problema riguarda proprio la dimensione del tubo, visto che dalle prove che avete fatto è venuto fuori che piu' è piccola la sezione e piu' turbolenza si crea all'interno ( penso che nel mio caso sia altissima ).

Perchè non ci dici il dislivello e la sezione del tubo...in modo che verifichiamo anche la tua portata mediante il foglio...almeno verifichiamo più casi...anzi perchè non la verifichi tu? http://www.energialternativa.org/public_mod/NewForum/faccine_mod/wub.gif
Apri tutte le discussioni che vuoi.

CITAZIONE (mac-giver @ 11/1/2011, 17:56) [quote]bolle ho trovato questo per il calcolo del diametro della tubazione

Mi sa che per far quadrare i conti servirà molto studio..ma soprattutto molte prove...e chi se lo sarebbe immaginato. http://www.energialternativa.org/public_mod/NewForum/faccine_mod/construction.gif Purtroppo in questi giorni ho verametne poco tempo.
Vediamo se riusciamo a fare massa critica e a spezzare que
sto tubo infame.
Un saluto
Bolle


Scarica allegato
PotenzaAcquaEPortataInTuboFinale.rar ( Numero download: 99 )











kekko.alchemi il 12/1/2011, 1:27
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (mac-giver @ 11/1/2011, 17:56) [quote]La condotta verrà realizzata in ACCIAIO, materiale dalle alte
prestazioni e di semplice giunzione. Il diametro interno è il datofondamentale da calcolarsi in base alla portata minima richiesta, se si diminuisce il diametro aumenta la velocità dell'acqua nel tubo e aumentano di conseguenza le perdite di carico, e viceversa.

Eh no non ci siamo questi calcoli non tornano affatto. Se diminuisci il diametro la velocità teoricamente resta uguale, praticamente diminuisce a causa delle maggiori perdite, non vedo proprio come possa aumentare. Aumenta in un solo caso, e cioè se stiamo parlando di una pompa idraulica a portata fissa o di una strozzatura su un tubo. Ma se l'acqua cade in verticale da un serbatoio, come ripeto, la velocità è data esclusivamente dal salto meno le perdite.

Fra l'altro, perchè mai procedere per tentativi quando si hanno le formule? Basta usare le formule inverse e impostare il 5% di perdite.

x Bolle: Alla grande ora dovrebbe essere tutto giusto!! Il problema non è che dalla teoria alla pratica siamo passati da 216W a 2W, in realtà la teoria era sbagliata. Il motivo è questo, se io ho una vena d'acqua (sorgente) che mi porta 0,5 l/s e la faccio scorrere in tubo da 1,5 cm per un salto 9,25 metri, il primo foglio di calcolo diceva che l'acqua raggiungeva una velocità di 13,46 m/s con una portata quindi di 2,38 l/s, ma questo è impossibile quindi l'errore è a monte, perchè può uscire più acqua di quella che ho a disposizione??

La realtà ci dice infatti che se ho una sorgente con portata di 0,5 l/s e metto un tubo per fargli compiere un salto di 9,25 metri, l'acqua che esce dal tubo è di 0,5 l/s e la velocità è di circa 2,8 m/s e non 13,46 m/s, perchè avendo una velocità di 2,8 m/s si "rispetta" la portata massima della nostra sorgente, che con un salto di 9,25 metri potrà sviluppare 2 Watt. L'errore lo facevamo credendo che l'acqua accelerando aumentasse la portata, ma se la sorgente è quella, più di quell'acqua non posso averla, e se per caso l'acqua dovesse superare i 2,8 m/s significherebbe che sta aspirando aria in cima al tubo e quindi cmq la portata di acqua resta invariata.

E qui a questo punto si apre il "nuovo mondo". Aria nella condotta...

La teoria ci dice ben altro, e cioè se io lascio cadere un peso (anche l'acqua quindi) per 9,25 metri, visto che l'accelerazione è di 9,8 m/s2 è corretto dire che la velocità finale del peso è di 13,46 m/s. Ma dov'è il problema allora? Il problema è che mettendo un tubo dimensionato per essere pieno deve avere un diametro di 1,5 cm, con delle perdite paurose ma che cmq mi porta i miei bei 0,5 l/s ma con una velocità più bassa. Cosa succede se però aumento la sezione del tubo per esempio 5 cm? Che la portata resta invariata (perchè la sorgente è sempre quella), il tubo si riempie di aria e acqua, aumentano le turbolenze, ma aumentana di brutto anche la velocità avvicinandoci ai 13,46 m/s teorici e quindi per forza di cose aumentano i W a disposizione.

Quindi a questo punto ci conviene il regime turbolento per poter aumentare la velocità e quindi i W? Come facciamo per calcolare il tutto??

Siamo vicini alla meta...



mac-giver il 12/1/2011, 1:45
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
mo vedemo di rifà le 3..


Come si muove l'acqua in una condotta forzata? A velocità costante dall'inizio alla fine? (e in questo caso quale velocità? e dove trova l'energia per avere fin dall'inizio questa velocità?) O con velocità crescente ? (e, in questo caso, se il condotto è cilindrico, e la portata necessariamente costante, in basso il tubo non è pieno?)
Mario Grigioni

14 luglio 2005
Partiamo da un discorso più generale su come si muove l'acqua in un tubo. Se il fluido è incomprimibile (ovvero la sua densità è costante), la portata Q è costante e l'area A del condotto costante, allora per l'equazione di continuità la velocità media V=Q/A del fluido è costante. Nel caso dell'acqua la comprimibilità è piccola, perciò questa ipotesi è valida per la maggior parte delle applicazioni.

Se al contrario l'area aumenta la velocità deve diminuire e viceversa, sempre ammettendo costante la portata e incomprimibile il fluido. Nel caso della condotta forzata in particolare la sezione non è sempre costante ma può variare, o per ragioni costruttive o per la variazione dello spessore del tubo stesso che solitamente aumenta nella parte dove le pressioni in gioco sono più elevate. In ogni caso l'equazione di continuità rimane valida.

In secondo luogo, nelle condotte forzate il fluido si muove come una corrente in pressione, ovvero il fluido occupa tutta la sezione della condotta. Tecnicamente si dice che il fluido bagna tutto il contorno. (Ci possono essere altri casi: per esempio, nei fiumi e nei canali, la corrente si muove a pelo libero ovvero una parte del contorno è a contatto con l'aria e di solito con la pressione atmosferica, mentre nelle fognature la corrente si muove a pelo libero pur essendo la sezione chiusa).

L'energia fornita al sistema, se non vi sono pompe o sistemi che la introducono dall'esterno, è data dalla differenza tra l'energia posseduta dal fluido all'inizio della condotta (monte) e l'energia posseduta alla fine (valle). Vediamolo con un esempio.

Supponiamo di avere due serbatoi collegati da un condotto le cui quote dei peli liberi abbiano un determinato dislivello ΔH: se questo dislivello è diverso da zero allora il fluido passa dal serbatoio a livello maggiore al serbatoio a livello minore (il famoso principio dei vasi comunicanti). Se il dislivello è nullo allora tutto il sistema è in quiete e non scorre fluido nel condotto. È possibile dimostrare che il dislivello ΔH non è che una forma di energia e in particolare un'energia potenziale per unità di peso ed è proprio questa energia a permettere il movimento del fluido.

Passando dunque dal serbatoio di monte a energia superiore al serbatoio di valle ad energia inferiore il fluido utilizza la differenza in due modi: spende una parte ΔP in modo irreversibile per la presenza degli attriti e la converte in calore, converte la restante in energia cinetica ΔH-ΔP=V2/2g (g accelerazione di gravità). In questo modo, note le perdite di carico ΔP (calcolabili in funzione della geometria della condotta e del materiale di cui è composta) è possibile calcolare la velocità media del fluido nella sezione e conseguentemente la portata.

Nel caso della condotta forzata il discorso è analogo se si considera, in prima approssimazione, come serbatoio di monte la vasca di carico a monte della condotta e come serbatoio di valle la quota dell'ugello che, all'uscita dalla condotta forzata, “spara” il fluido contro la pala della turbina. È ovvio poi che se il dislivello ΔH è costante nel tempo la portata sarà costante nel tempo.

Quanto detto sopra vale per un fluido incomprimibile, ovvero a densità costante; in caso contrario il problema si complica e possono nascere fenomeni complessi il più noto dei quali è il colpo d'ariete.

Roberto Revelli
Dipartimento di idraulica, trasporti e infrastrutture civili, Politecnico di Torino

Per determinare il moto dell'acqua in un tubo cilindrico si può ricorrere all'equazione di conservazione della massa, di bilancio della quantità di moto e di conservazione dell'energia. Normalmente la soluzione di queste equazioni presenta difficoltà formidabili, in questo caso tuttavia, essendo la densità dell'acqua costante, la sezione del tubo costante lungo l'asse e non deformabile la soluzione è accessibile e semplice.

In particolare, se si suppone che ad un'estremità della condotta il fluido venga spinto, allora immediatamente tutta la colonna di fluido si metterà in moto con la stessa velocità media U che risulterà indipendente dalla posizione lungo l'asse del tubo. È bene notare che in realtà la dinamica è molto più complessa in quanto bisognerebbe tener conto della comprimibilità (sebbene piccolissima) dell'acqua e della velocità di propagazione del suono in acqua (circa 1500 m/s) che comunque darebbero correzioni al secondo ordine rispetto a quanto sopra descritto. Chiaramente il moto del fluido nella condotta può avvenire solose c'è una differenza di pressione tra sezione d'ingresso e sezione d'uscita (appunto la spinta accennata precedentemente) e questa può essere fornita dalla gravità se il tubo ha un'inclinazione oppure da una pompa se il tubo è completamente orizzontale.

È comunque possibile anche combinare l'azione della gravità con quella di una pompa se si desidera variare la portata (ossia la quantità d'acqua che scorre in una sezione del tubo nell'unità di tempo) a seconda delle necessità.

Roberto Verzicco
Dipartimento di Ingegneria Meccanica Università di Roma "Tor Vergata"

CITAZIONE (mac-giver @ 12/1/2011, 01:41) [quote]Se al contrario l'area aumenta la velocità deve diminuire e viceversa, sempre ammettendo costante la portata e incomprimibile il fluido.

metteteve d'accordo..


kekko.alchemi il 12/1/2011, 2:24
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Assolutamente no, hanno toppato alla grande, se consideri un fluido in caduta libera! Come ti ripeto la velocità dipende esclusivamente dal salto meno le perdite di carico. Evidentemente non sanno che se la velocità aumenta perchè diminuiscono le perdite, il tubo si riempie di acqua e aria, per rispettare il principio di conservazione, tanta acqua entra e tanta ne esce. Se invece l'acqua viene presa da una diga, il discorso cambia perchè i tubi sono posti sul fondo, e quindi il tubo è sempre in portata piena e non è possibile far aumentare la velocità introducendo aria. Ma la velocità dell'acqua dipende dalla sezione dell'ugello finale, dalla sezione della condotta (che allora si, che se è più grande l'acqua va più piano) e dal salto.

Loro diminuiscono la velocità perchè sotto hanno sempre lo stesso ugello e quindi la portata essendo quella fanno diminuire la velocità nella condotta. Ma questa è un altra cosa, qui parliamo di un fluido in caduta libera.
Ti faccio un esempio facile facile. Prendi due sassi con due pesi diversi uno da 1 Kg e uno da 10 Kg (le due condotte di diverso diametro) li lasci cadere dal tetto di casa. Chi arriva giù per primo?? La risposta ti darà la soluzione alla velocità dell'acqua in due condotte di diverso diametro.

La soluzione migliore per sfruttare tutta l'acqua che esce da una sorgente è quella di fare una diga (non a caso si fanno) eliminando così tutte le turbolenze, poi dal fondo si preleva l'acqua con un tubo di diametro più grande possibile. Nel tubo non deve assolutamente esservi aria, perhè anche se è vero che se abbiamo aria aumentiamo la velocità dell'acqua, è anche vero che quando l'ugello andrà in pressione la parte bassa del tubo si riempirà completamente di acqua, vanificando il lavoro dell'acqua che arriva giù dal resto del tubo.

Quindi condotta il più grande possibile, e regolazione dell'ugello inferiore per far erogare la stessa quantità d'acqua che arriva dalla sorgente e regolarne di fatto la velocità nella condotta lasciando però la pressione invariata.

E' molto più difficile di quello che si crede, ma l'unica soluzione è questa.

kekko.alchemi il 12/1/2011, 4:21
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (qqcreafis @ 11/1/2011, 17:54) [quote]CITAZIONE [quote]100Kg/s * 9,8m/s^2 * 15m= 144 KW

infatti fa 14,7kw ci hai messo uno zero di troppo

Scusami qqcreafis, non capisco dove ho messo lo zero in più... è questa la formula corretta, ma non mi torna il conto dello zero in più. (è un errore fra Newton e Kg?)

100 x 96,04 x 15= 144060 W è giusto?


x Bolle: Il foglio di calcolo non va... perchè va contro i principi della fisica
0,5 Kg/s da 9,25 metri sono circa 44 W. Il foglio dice invece 2 W, e con 2 W non puoi fare tutto questo lavoro. Alla fine è come se un peso di 12 Kg a 9,25 metri di altezza arriva a terra in 24 secondi, quanto W sono? 44? 2 non è proprio possibile.

Era giusto il conto dei watt iniziali, solo che non si teneva conto della portata costante, è stato solo lì l'errore, poi ci siamo andati ad infognare con troppi altri impicci. Le perdite di carico non possono influenzare i watt di una cascata, perchè vanno eliminate aumentando la sezione dei tubi. Quindi resta quasi tutto come prima, bisogna solamente impostare la portata costante, ma la velocità è corretta dall'inizio. Domani ti racconto tutto.

kekko.alchemi il 12/1/2011, 6:13
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
OK finalmente ci siamo!!!!!! Ho messo insieme tutti i pezzi, adesso i conti tornano! Verificate se vi tornano anche a voi.

Il foglio in excel calcola anche il diametro del tubo REALE per il salto e per la portata a disposizione
spero di non aver fatto cavolate.

Scarica allegato
Calcolo_Potenza_Acqua_di_un_Fiume.rar ( Numero download: 135 )



NonSoloBolleDiAcqua il 12/1/2011, 9:26
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (kekko.alchemi @ 12/1/2011, 04:21) [quote]x Bolle: Il foglio di calcolo non va...

E' tutto possibile...hehee ora non posso più vedere il foglio (giornata lavorativa pesantissiam)...lo rivedrò stasera.
Ciao
Bolle

qqcreafis il 12/1/2011, 12:18
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE [quote]100 x 96,04 x 15= 144060 W è giusto?

no è sbagliato

l'energia massima possibile è quella potenziale gravitazionale

che vale Epg=massa *accelerazione di gravità*dislivello

massa ogni secondo =100kg
accelerazione di gravità g=9,8m/s^2
dislivello h=15m

in totale fa 14000j circa ogni secondo che passa ovvero circa 14kw di potenza

il termine 96 l'avevo interpretato come 9,8 sbagliato è per questo che avevo detto del fattore 10 (0) in più

a proposito da dove vieneil 96,04?

mi autocito


CITAZIONECITAZIONE [quote]CITAZIONE [quote]prova a mettere 0,5lt al sec e 10 mt di dislivello ti vengono 27 watt producibili..ti torna?

circa 40w senza attriti e solo 2w nel caso del tubo da 1,5cm di diametro

ma allora viene anche a mè ??????????

mac-giver il 12/1/2011, 13:21
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (kekko.alchemi @ 12/1/2011, 02:24) [quote]Assolutamente no, hanno toppato alla grande, se consideri un fluido in caduta libera!

ma infatti li parlano di condotte forzate (tubo pieno), non di acqua in caduta libera..

e il serbatoio in alto è come se fosse una diga, perchè appunto hai la presa dei tubi in basso..

quindi dove sta la toppata?

nel momento che metti una condotta più piccola (area minore) la velocità dell'acqua aumenta, ma aumentano gli attriti con maggiore perdite, ecco perchè si mette, spazio e costi permettendo il tubo più grande possibile calcolato sulla portata minima del fiume, perchè se no avresti col calo della portata un tubo " non pieno"

se il divario tra portata minima e massima è troppo grande si mettono più tubi in parallelo adattando così il tutto alla portata del fiume tra estate e inverno..

poi con l'ugello ti diverti








kekko.alchemi il 12/1/2011, 13:30
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Non è così semplice, entrano in gioco altri fattori, parecchi! Ieri ho fatto le 6 di mattina ma alla fine ne sono venuto a capo, è tutto riassiunto nel foglio excel. Se fai la condotta più piccola, come ti ripeto, non è così matematico che aumenta la velocità, specialmente se con i diametri vai sotto la portata del fiume, così la velocità non aumenta ma resta sempre la stessa, per l'ennesima volta è quella del salto. C'è una e una sola dimensione minima del tubo che puoi mettere, e anche il fatto di dimensionare il tubo sulla portata minima è un altro errore. Va dimensionata sempre sulla portata massima, in modo da avere nel tubo la massima velocità, se poi il fiume cala di portata, si fa diminuire (tramite l'ugello) la portata di acqua per riadattarla a quella che arriva, e così facendo fai diminuire la velocità nel tubo lasciandolo però sempre pieno, non può succcedere quindi che entri aria nel tubo.

Vi tornano i conti del foglio excel? Le voci modificabili sono quelle nel riquadro in alto bianco, i risultati vengono scritti nel riquadro sotto in verde.

kekko.alchemi il 12/1/2011, 17:03
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Bene ho aggiunto al foglio di calcolo anche il calcolo dei Joule. E' incredibile vedere con che precisione tornano i Watt della potenza dell'acqua applicando la banalissima formula dei Joule.

Allora il foglio di calcolo dice che avendo un fiume con 100 l/s di portata, 15 metri di salto, una condotta di acciaio lunga 40 metri, avremo una potenza dell'acqua a disposizione di 14695 W e la condotta reale deve avere un diametro, sempre secondo il foglio, di 13,42 cm.

Per fare la prova del nove ho preso la formula per calcolare i Joule e ho verificato quanta energia sviluppano 100 Kg/s che scendono per 15 metri.

La formula è semplicissima e ci dice che 1 Newton che scende per 1 metro in 1 secondo è uguale a 1 Joule e cioè a 1 Watt.

Quindi per vedere i Watt del nostro salto d'acqua non resta che trasformare i Kg in Newton e moltiplicarli per i metri di salto:

100 * 9,8 * 15= 14700 W

Una differenza di soli 5W
Ora abbiamo proprio tutto.


Questo è il foglio per ora definitivo, più avanti calcoloremo anche la quantità e il giusto ugello da mettere in una turbina.



Scarica allegato
Calcolo_Potenza_Acqua_di_un_Fiume.rar ( Numero download: 118 )



biass il 12/1/2011, 20:22
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
ciao a tutti !!
una domanda kekko ho fatto i conti con la tua tabella e mi dà potenza sfruttabile 65% di 96 watt ,usando la tua tesla con un motorino di un tergicristallo cosa ne dici?

il motorino dovrebbe fare circa 500giri al minuto almeno quello della golf! ed erogare 12 volt 6amp. ci siamo no?

kekko.alchemi il 12/1/2011, 20:43
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Sono contento che la tabella funziona, posta i dati che hai del tuo torrente e risultati della tabella così li verifichiamo tutti insieme!

Il motorino dei tergicristalli non va molto bene, perchè anche se la turbina Tesla riusciamo a farla rendere il 90%, il motorino a spazzole fra l'altro, non supera il 60% quindi con quel 65% che ho messo sono stato anche troppo buono
Devi provare a costruire un piccolo piggot, il quale se lo dimensioni per bene supera tranquillamente il 90%. Cmq posta i dati...

Un saluto kekko

biass il 12/1/2011, 20:59
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
dati .... dove trove per costruire una piggot?

è veramente una miseria ma 24 H su 24 un lampioncino acceso tutta la notte ci salta fuori




a led ...se nò no!!!!

Scarica allegato
Calcolo_Potenza_Acqua_di_un_Fiume.xlsx ( Numero download: 43 )



kekko.alchemi il 12/1/2011, 21:30
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
La condotta 50 metri di lunghezza?? Ricordati che più la fai corta e meglio è, facendola lunga 50 metri infatti il foglio ti fa mettere un tubo da 5,75 cm di diametro, mentre se la fai da 5 metri, la condotta sarà solamente di 3,58 cm di diametro.

Cmq il foglio è ancora da perfezionare, dovrebbe essere quasi perfetto, ma secondo me ci manca ancora un piccolo dettaglio, ci sto lavorando... I watt cmq sono attendibili, sono quelli e non si scappa, il dettaglio è sul calcolo del diametro della condotta.

PS: Quasi 100W/h 24 su 24 sono parecchi invece! A fine giornata sono 2,4 KW. Non sono pochi, se consideri che li puoi accumulare.

biass il 12/1/2011, 21:43
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
kekko ho bisogno di aiuto anche per il generatore, io sono un artigiano elettricista
da 15 anni e non ho la più pallida idea di come si costruisca ...
come faccio gli avvolgimenti di una bobina e i magneti dove li prendo? bohh

cmq se mi dai uno schema con numeri e misure lo faccio senza problemi ,sono molto manuale preciso e pignolo.
restituisco il favore con il fotovoltaico non mi batte nessuno...... scherzo!!!

kekko.alchemi il 12/1/2011, 22:18
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Prima di pensare al generatore devi pensare alla turbina, il generatore viene dopo. Che turbina hai intenzione di utilizzare?? La Tesla? Perchè siamo ancora abbastanza lontani dal poter dimensionare una turbina Tesla, c'è bisogno ancora di un po' di esperienza, però ci farebbe sicuramente piacere se costruissi una turbina Tesla, così poi possiamo anche confrontare i dati e aggiustare le formule. Quello che so sulla turbina Tesla è scritto nella discussione apposita, ora che ho quasi finito il foglio di calcolo dell'acqua (indispensabile per dimensionare e stimare il rendimento di una turbina) sto riprendendo le sperimentazioni sulla turbina Tesla.

Il generatore è una cavolata (anche se qui ormai anche la cosa più scontata riserva sempre mille sorprese), fatta la turbina dovrò affrontare anche io la cosa, quindi sicuramente ti aiuterò con il tuo...

kekko.alchemi il 12/1/2011, 23:12
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Ho aggiornato il mio utlimo allegato, ora il foglio è completo e veritiero!

X Bolle: Il calcolo dei Watt in base alla velocità dell'acqua, al salto a disposizione e alla sezione del tubo non torna... L'unico modo per far tornare i watt reali di un salto dell'acqua è questa formula, che sarebbe poi quella dei joule:

Kg/s Acqua * 9,8 * metri Altezza salto= Watt

E' corretto no? Verificandola in pratica torna perfettamente, perchè l'acqua che esce da una condotta in 1 secondo, sono di fatto i Kg/s che ho a disposizione sottratti già da tutte le perdite.

NonSoloBolleDiAcqua il 12/1/2011, 23:44
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (kekko.alchemi @ 12/1/2011, 23:12) [quote]Ho aggiornato il mio utlimo allegato, ora il foglio è completo e veritiero!

X Bolle: Il calcolo dei Watt in base alla velocità dell'acqua, al salto a disposizione e alla sezione del tubo non torna... L'unico modo per far tornare i watt reali di un salto dell'acqua è questa formula, che sarebbe poi quella dei joule:

Kg/s Acqua * 9,8 * metri Altezza salto= Watt

E' corretto no? Verificandola in pratica torna perfettamente, perchè l'acqua che esce da una condotta in 1 secondo, sono di fatto i Kg/s che ho a disposizione sottratti già da tutte le perdite.

Correttissima...verifichiamola anche dimensionalmente.
[Joule]=[kg m2/s2]
[Watt]=[Joule/s]-->[Kg/s Acqua * 9,8 * metri Altezza salto]=[kg/s m/s2 m]=[[kg m2/s2]/s]


kekko.alchemi il 13/1/2011, 0:11
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Perfetto! Il diametro della condotta calcolata ti torna?

qqcreafis il 13/1/2011, 0:22
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
beccatevi sta pizza

ipotesi ugello non fa attrito ! (potrebbe essere falsissimo)

Nre 3000 moto laminare

una cosa è certa d'ora in poi non dirò più a nessuno "non capisci un tubo"


perche a capirlo...





NonSoloBolleDiAcqua il 13/1/2011, 0:36
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Ma...ma...
...quel documento lo hai fatto tu? Ho riconosco la tua calligrafia...ma tu ...ma tu...non stai bene(
)..vabbè...a quest'ora capisco poco e niente...ma c'è kekko che di notte da il meglio di se...vedrai che la coerenza te la verifica lui!!!


CITAZIONE (kekko.alchemi @ 13/1/2011, 00:11) [quote]Perfetto! Il diametro della condotta calcolata ti torna?

Sto ancora brancolicchiando...

Sto ancora ridendo...hai letto cosa ha scritto nel documento "Non adatto ad usi professionali"...non lo sa che tra un pochino costruisci una centrale.

Che gabbia di matti!!!
Buona notte ...almeno me ne vado ridendo
Bolle



kekko.alchemi il 13/1/2011, 0:53
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
ahahahah Grande qqcreafis, se guardi il mio foglio di calcolo 8,6 cm è il diametro per la condotta teorica!! E a te viene esattemente lo stesso numero!!
l'hai fatto te il doc vero?

PS: Per calcolare quel 8,6 ottimale, ho usato una semplicissima formula, e cioè questa:

(Kg/s / 17,15 / 0,785 * 10)^0,5 = diametro condotta teorica

La formula l'ho presa dal foglio di calcolo di Bolle!

Però secondo me l'ugello ottimale non è 8,6 cm ma 3,92 cm


Questo perchè l'ugello ha una certa lunghezza, supponiamo 10 cm di lunghezza. Se l'ugello è di acciaio la formula della perdita di carico in un tubo, ci dice che in ugello/tubo di 10 cm di lunghezza per far passare 100 l/s il suo diametro deve essere di 3,92 cm.

Quindi se in un diametro di 3,92 cm con una lunghezza di 10 cm possono passare 100 l/s non abbiamo nessuna perdita di carico e tutta la potenza viene quindi trasferita alla turbina.

Anche perchè la condotta ottimale per non avere perdite è di 13,42 cm, un ugello di 8,6 cm non è un ugello ma una piccola strozzatura, mentre invece passare da 13,42 cm a 3,92 cm è una strozzatura significativa che possiamo chiamare ugello.

CITAZIONE (NonSoloBolleDiAcqua @ 13/1/2011, 00:36) [quote]Ma...ma...
...quel documento lo hai fatto tu? Ho riconosco la tua calligrafia...ma tu ...ma tu...non stai bene(
)..vabbè...a quest'ora capisco poco e niente...ma c'è kekko che di notte da il meglio di se...vedrai che la coerenza te la verifica lui!!!


CITAZIONE (kekko.alchemi @ 13/1/2011, 00:11) [quote]Perfetto! Il diametro della condotta calcolata ti torna?

Sto ancora brancolicchiando...

Sto ancora ridendo...hai letto cosa ha scritto nel documento "Non adatto ad usi professionali"...non lo sa che tra un pochino costruisci una centrale.

Che gabbia di matti!!!
Buona notte ...almeno me ne vado ridendo
Bolle

Ahahahahah sisi infatti glie l'ho chiesto se il doc l'aveva fatto lui!! L'avevo riconosciuto anch'io!! E' troppo forte però!!
Sii non lo sa nessuno! Ma presto acqua permettendo vedrete la realizzazione di due piccole centrali idroelettriche!


qqcreafis il 13/1/2011, 15:33
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE [quote]Però secondo me l'ugello ottimale non è 8,6 cm ma 3,92 cm

impossibile

Q=velocità *sezione

velocità =Q/sezione

velocità=(0,1m^3/s)/(0,0012m^2)=83,7m/s

così creeresti energia dal nulla

Ec=0,5*100kg*(83,7m/s)^2=350000j contro i 14700j diponibili (ogni secondo)


se il liquido cade senza attrito cade come un sasso e alla fine hai al massimo


I calcoli forniscono potenza limite 14700WVelocità massima di caduta 17,2m/s (fluido senza attrito)Ugello 8,6cm fluido senza attrito

CALCOLI ERRATI ELIMINATI



kekko.alchemi il 13/1/2011, 19:06
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Ho capito quello che intendi però allora perchè se applichi questa formula in questo link www.oppo.it/calcoli/hazen-william-portata.html ti dice che in un ugello di acciaio di 3,92 cm di diametro lungo 10 cm, con l'acqua che arriva da un dislivello piezometrico di 15 m, può portare i 100 l/s??? (Lascia il valore Q portata in bianco, così quando premi calcola ti dice i l/s che possono passare).
La formula del link tiene conto anche degli attriti! Cmq appena ho tempo rifaccio la prova del tubo, ma questa volta con gli ugelli, così verifichiamo il tutto.

PS: Hai visto quello che ti ho scritto nella discussione della Turbina di Tesla?



qqcreafis il 13/1/2011, 19:33
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
sono pollici? in pollici più o meno torna a meno che non si sia trovato un mezzo per creare energia dal nulla

CITAZIONE [quote]PS: Hai visto quello che ti ho scritto nella discussione della Turbina di Tesla?

si si ma stavo cercando prima di aggiustare le equazioni della condotta forzata che mi sono accorto oggi in macchina che forse avevo commesso un'ingenuità sul calcolo del cefficiente di attrito.

comunque rispondo tra poco

kekko.alchemi il 13/1/2011, 20:30
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Le unità di misura sono tutte in metri. L'unica cosa certa che so fino ad ora è che quella formula funziona perfettamente per il semplice motivo che l'ho provata in pratica ed è incredibile come il risultato è perfettamente uguale alla realtà.

La prova che ho fatto è questa, ho preso un tubo di gomma di 1,5 cm di diametro interno, lungo 15 metri. L'ho calato in un pozzo (asciutto) di 9,25 metri di altezza, poi ho messo sopra e sotto due serbatoi. Quello sopra l'ho riempito di acqua e facendo il tiro nel tubo ho calcolato quanti litri al secondo arrivavano giù nel secondo serbatoio. Con il cronometro ho visto che in 24 secondi sono arrivati 12 litri, perciò 0,5 l/s. Se metti tutti questi dati in quel link, la formula dice che nella mia condizione nel tubo passano 0,51 l/s, quindi la pratica dice che quella formula è perfetta...

biass il 13/1/2011, 21:55
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
guardate il link che ho messo su tesla nella sua discussione c'è anche il progetto in cad con le misure ...anche dell'ugello

qqcreafis il 13/1/2011, 22:22
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
facendo i calcoli con moto laminare ,cosa errata perchè Nreynolds 10^7

risulta diametro tubo

tubo 8,7cm ugello 8,7cm rendimento 98%
ubo 12 cm ugello 8,6 cm rendimento 99,5%

è una sottostima ora provo con un coefficiente di attrito degno

qqcreafis il 13/1/2011, 23:08
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
ho scoperto che i dati precedenti che ho cancellato erano tutto sommato abbastanza corretti ho beccato il coefficiente d'attito circa giusto per puro c... (fortuna) pari a 64/Nre con Nre =3000 x=0,021

purtroppo il coeff dipende da molte cose alcune delle quali note solo quando si conoscono i dati, sarebbe adeguato un calcolo ricorsivo nella speranza che il tutto converga

qqcreafis il 13/1/2011, 23:41
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
okokokokokokok

riesco a calcolare la portata di 0,5 litri /s con 1,5cm di diametro L= 15m e h=9,25
con coeff di attrito 0,022




qqcreafis il 14/1/2011, 0:33
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
finalmente ecco i dati


http://www.energialternativa.org/Public_mod/NewForum/ForumEA_mod/us/img11/4206/cinquale.jpg







ecco la pizza riveduta e corretta con altri carciofini

OK ora si sa come fare una centrale idroelettrica

Scarica allegato
idro2.doc ( Numero download: 56 )











kekko.alchemi il 14/1/2011, 1:57
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Grande qqcreafis!!


Ci riesci a fare un foglio excel per il calcolo dei diametri della condotta e dell'ugello?? Così da poter inserire i dati ed avere subito i risultati!

Se vuoi posso verificare praticamente i tuoi calcoli con la pratica... Ho già montato l'esperimento con il tubo da 1,5 cm e il salto di 9,25 metri. Secondo i tuoi conti qual'è l'ugello giusto da mettere alla fine del tubo? Ti tornano i 45W massimi teorici?

biass il 14/1/2011, 7:37
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Si avvicina il week end
e posso iniziare con la turbina ho deciso di fare il corpo in acrilico fresato , tornito e filettato poi cerco degli hard disk all'ecologica....
e in fine gli spessori tra i dischi, che alla fine di quanto devono essere ?
qualcuno lo sà?

ciao a tutti buon lavoro e a dopo....!

qqcreafis il 14/1/2011, 9:56
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
prova con 0,5mm o giu di li


CITAZIONE [quote]Ci riesci a fare un foglio excel per il calcolo dei diametri della condotta e dell'ugello?? Così da poter inserire i dati ed avere subito i risultati!

il foglio c'è gia solo che è "semiautomatico" nel senso che metti un minimo un passo e poi calcoli tutti i tubi fino ad un massimo, il foglio fa i calcoli della portata per tanti valori di diametro e di di strozzatura, a mano individui il valore di diametro che ti da la portata che interessa in funzione della strozzatura finale

sostituisci i valori a mano in un altro pezzo che da tutto


il gioco è forzato dalle limitazioni di excel ci vorrebbe un'altro linguaggio di programmazione (il problema sarebba la soluzione di un'quazione di 5° grado)

CITAZIONE [quote]tornano i 45W massimi teorici?

con 0,litri/s h=9,25 sicuramente

comunque oggi pomeriggio provo vari ugelli, tieni conto che la portata deve allora diminuire, ma forse ci si guadagna in rendimento

la portata è attualmente limitata dal tubo che fa resistenza , se metto un ugello da 0,5cm diminuisce un pò la portat ma aumenta la velocità di uscita (mentre quella nel tubo diminuisce un pò)

il rendimento aumenta ma diminuisce l'energia disponibile perchè diminuisce la portata, se si vuole il massimo dell'energia occorre ottimizzare la questione

kekko.alchemi il 14/1/2011, 10:46
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Cmq già va bene così, postalo il foglio qqcreafis, che magari Bolle riesce ad aggiustarlo o a fare un programmino in visual basic, lì non ci sono limiti!

qqcreafis il 14/1/2011, 15:49
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
http://www.energialternativa.org/Public_mod/NewForum/ForumEA_mod/us/img375/5413/ugello.jpg

il foro 5,6mm la portata quasi dimezza ma la velocità aumenta molto

su 45W ne tiriamo fuori quasi 18W (in realtà su 25,6W)


il foglio nudo e crudo




Scarica allegato
calcologiustofinale2.xls ( Numero download: 72 )











qqcreafis il 14/1/2011, 22:03
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
http://www.energialternativa.org/Public_mod/NewForum/ForumEA_mod/us/img822/7118/equazione.jpg

l'equazione da una parte fornisce il diametro data la portata ma è di 5° grado!

dall'altra dato il diametro fornisce la portata , il parametro K e il rapporto ra il quadrato del diametro del tubo e il quadrato del diametro dell'ugello

se k= 4 l'ugello ha diametro la metà del tubo
se k =9 l'ugello ha diametro un terzo del tubo

x è il coefficiente di attrito dedotto dalla tabella per Nre 10^6 10^7 e scabrosità bassa









qqcreafis il 15/1/2011, 19:36
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
l'ipotetico software dovrebbe funzionare così

dati in ingresso


lunghezza condotto L

altezza h

portata Q

scabrosità o qualcosa del genere

oppure coefficiente di attrito di partenza x

Nreynolds di partenza Nre

Start

a) calcolo diametri condotta e ugelli Nre potenza rendimento energia


b) scelta tra uscire e affinare il calcolo se uscita e(

c) scelta Nre

d) ricalcolo coefficiente di attrito ritorno ad a)

e)presentazione dati

oppure si potrebbe fissare il diametro del tubo e dare in uscita portata e tutto il resto



NonSoloBolleDiAcqua il 15/1/2011, 19:45
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
in questi ultimi giorni gli impegni mi hanno preso la mano...per seguire tutto quello che state facendo mi occorre un po di tempo...devo rimettermi in carreggiata.Sul sw si può fare tranquillamente...anche se di quinto grado...le equazioni le facciamo risolvere al calcolatore...lavora lui...mica noi...
...vediamo cosa esce fuori.
Complimenti a tutti
Bolle

biass il 15/1/2011, 20:53
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Ciao a tutti ,abbiate pazienza con me ma sono all'inizio proprio un primate ,guardate questo disegno se può funzionare!!
dovrei avere in 3 mt di caduta con tubazione lunga 15 mt 7lit/s di acqua

E' vero?
Immagine Allegata: bidone per turbina.png



kekko.alchemi il 16/1/2011, 5:22
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Biass, scusami ma non si capisce nulla... cerca di spiegarti meglio.

biass il 16/1/2011, 9:56
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
scusate... allora: è quello che devo fare, per arrivare ad avere una buona caduta d'acqua ed il massimo che posso avere è 3 mt da un ruscello , il quale a monte vi è un pozzo di raccolta , da quest'ultimo esce un tubo di diametro 300mm sotto terra enorme per me ed è lungo 30 mt, poi s'interrompe e l'acqua al suo interno continua sulla terra dove ho segnato nel disegno" troppo pieno pozzo ".
all'interno di questo tubo ne ho infilato un'altro di plastica pvc con diametro interno 50mm e pesca acqua dal pozzo al pelo d'acqua, all'altra estremita del tubo più piccolo ho messo allo stesso livello del pelo d'acqua nella parte superiore un bidone da 220 litri il quale per effetto dei vasi comunicanti si riempie ; Ora applico un'uscita sul lato del mio bidone di diametro 50mm un po più basso dell'ingresso dell'acqua e cado con un'altro tubo di 50mm per 3 mt più in basso così in teoria ho una caduta di 3 mt con un tubo lungo solo 15 mt, altrimenti se non faccio così dal pozzo a monte all'arrivo dei miei 3 mt ho un tubo lungo 50 mt con poca portata .

So di rompere le scatole a tutti voi! dove ste cose sono scemate! ma per me è difficile e ci sto arrivando piano piano, voglio costruire una centralina idroelettrica da almeno una trentina di kwh al giorno vi prego aiut....




qqcreafis il 16/1/2011, 12:52
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
di che portata puoi disporre?

per 30kw dovresti disporrre di 1030 litri al secondo (una cascata) con quel dislivello



biass il 16/1/2011, 13:31
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
prima di calcolare la portata mi piacerebbe sapere se quello che ho descritto funzionerà?

mi è venuto un dubbio nel mio bidone entro con un tubo di 50 mm e esco con lo stesso diametro in ingresso entro con una pressione da vaso comunicante quindi l'acqua arriva piano mentre in uscita cade subito per 3 metri quindi andrà più forte può essere?

il tubo d'ingresso lo devo attaccare al bidone sul fondo e l'uscita sul tappo avendo cura di tenerlo al livello di dove pesca l'acqua nel pozzo a monte?

biass il 16/1/2011, 13:59
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
ho fatto il calcolo con l'exel di bolle e mi risulta:

portata 7.17 l/s
velocità 3.65 m/s
potenza 47.85watt

biass il 16/1/2011, 14:57
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
è più giusta la soluzione 1 o 2?
Immagine Allegata: bidone.jpeg



kekko.alchemi il 16/1/2011, 15:14
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
No, con 7 l/s e 3 metri di dislivello il massimo teorico che puoi raggiungere sono circa 205 W.

biass il 16/1/2011, 15:24
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
ancora meglio kekko solo che non sono sicuro dei 7 l/s sono sicuro di avere 3 mt di caduta lunghezza tubo 13 mt esatti in pvc da 5 cm di diametro interno

link calcolatore e convertitore di qualsiasi unità di misura utilissimo...


www.calculatoredge.com/italian.htm

biass il 16/1/2011, 18:34
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
ho fatto 1000 conti teorici sulla portata velocità poi finalmente oggi ho provato praticamente e non è cosi si calcola ho il mio dislivello di 3 mt il tubo di 50 cm ma ho notato che il livello dell'acqua è sopra all'imbocco del tubo quindi in teoria il tubo è pieno ,ma poi se si guarda all'uscita del tubo non ho un flusso che riempie tutta la camera interna ma la metà come mai?
facevo i conti con diametro 5 cm ma in realtà ne sfrutto 2,5cm


quindi :
Dislivello 3mt
tubo 2,5 cm diametro che occupa l'acqua nel tubo di 5 cm
lungo 13mt
m/s 1.86 calcolati buttando una pallina di polistirolo all'imbocco e cronometrando fino alla sua uscita13 mt in 7 sec (13/7)

litri/sec 1/1.2sec calcolati con cronometro e recipiente graduato

la domanda rimane come faccio a far si che l'acqua occupi tutto il diametro interno?




qqcreafis il 16/1/2011, 20:02
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
la metà della sezione 1/2*(3,14*25/4)cm^2=0,00098125m^2

portata sezione *velocità

portata=0,00098m^2*13/7m/s=0,0018m^3/s= 1,8 litri /s


è poco

CITAZIONE [quote]a domanda rimane come faccio a far si che l'acqua occupi tutto il diametro interno?

che occupi il diametro è importante solo sul tubo di caduta di 3m basta metterci un ugello di diametro 1,4cm

biass il 16/1/2011, 20:20
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
infatti solo nel tubo di caduta perchè non si riempie tutto nonostate il livello acqua è più alto dell'imbocco?

creafis tu dici che posso ricavarne qualcosa o no?ho letto il tuo è poco mi fa preoccupare
e con un ugello da 1,4cm in testa al tubo quanti watt avrò?

qqcreafis il 16/1/2011, 21:01
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
viene sfruttata tutta l'acqua che il pozzo può fornire? incaso negativo il punto debole è la conduttura quasi orizzontale


comunque la portata è piccola e l'altezza è minima occorre aumentare il prodiotto altezza Xsuperficie

biass il 17/1/2011, 0:53
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
in realtà non sfrutto tutta l'acqua del pozzo perchè il tubo di 50 è piccolo ora cambio il tubo lo metto da 70mm e alzo il pelo dell'acqua con del cemento idraulico così alzo il bidone e tutto di conseguenza
inoltre dal bidone l'acqua non cade in verticale perfetto ma cmq ci sono 3 mt dislivello dal pelo acqua
domani provo vari tentativi poi faccio sapere

qqcreafis il 17/1/2011, 14:45
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
devi prima sapermi dire la portata esatta e il dislivello





biass il 17/1/2011, 19:40
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
ciao creafis, allora la mia portata attuale è di :

1.86 mt/sec
0.85 lit/sec
3 mt dislivello
tubo 50mm riempito a metà

oggi ho lavorato per il pianeta, un'altro impianto fotovoltaico installato e completato 30Kwp. Modena sopra a del buon aceto balsamico , ho la ciucca solo per l'odore

spero in domani di cambiare le tubazione e migliorarmi sempre più ....


qqcreafis il 17/1/2011, 20:28
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
1.86 mt/sec

che velocità è?

0.85 lit/sec
3 mt dislivello

hai un max di 25W poco

biass il 17/1/2011, 20:36
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
1,86 mt /sec ho messo una pallina di polistirolo all'inizio del tubo e ho crnometrato quanto tempo a messo ad uscire, quindi 13 mt di tubo in 7 secondi 13/7 fa 1,86 mt/s

mi rimane il dubbio del perchè il mio tubo si riempie a metà nonostante l'imbocco è completamente sotto il livello dell'acqua è per questo ho poco.....

qqcreafis il 17/1/2011, 22:56
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
il tubo che si riempe al 50% è qullo pozzo-barilre barile-uscita o tutte e due

biass il 17/1/2011, 23:54
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
barile- uscita, quello che m'interessa

qqcreafis il 18/1/2011, 16:45
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
per aver il tubo pieno in pressione deve uscire esattamenta tanta acqua quanta entra

la velocità di discesa massima nel tuo caso è 7,6m/s ma il tubo è largo e per mantenerlo pieno dovrebbero scendere 15litri/secondo

ma tu ne hai molto meno ed il tubo si svuota dal fondo fa attrito ed è molto più lenta


per rimediare e mandare in pressione devi avere un ugello del diametro 1cm

in questo moto il tubo rimane pieno ed in pressione

biass il 18/1/2011, 19:16
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
ciao a tutti oggi ho cambiato il tubo di uscita, da 50mm a 40 mm ma il discorso è identico e anche quello d'ingresso da 50mm a 60 mm non cambia nulla


ho pensato anch'io creafis che l'acqua che entrava era meno di quella che esce ma ora con il cambio tubi, prendo tutta l'acqua che c'è e riempio il bidone al punto che esce dal troppo pieno posto 15cm sopra l'imbocco d'uscita.

la foto per vedere che il livello è metà , ho notato ,che da prima però ho più spinta esce con un getto più lungo che dal tubo di 50
provo con l'ugello da 1 cm e vediamo

cmq è un mistero , non riesco a capire, sarò stordito
Immagine Allegata: Immag0036.jpg



qqcreafis il 18/1/2011, 19:28
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
il tubo migliore è quello da 50




se il tubo è grosso l'acqua dentro scende lentamente e non fa attrito

se il tubo è troppo piccolo ad es 1cm fa un bell'attrito e scende poca acqua

se metti l'ugello il tubo si riempe e vai in pressione e la velocità di uscita è massima

devi scegliere il diametro che ti da tutta la portata disponibile

La situazione ideale è ugello giusto e tubo più grande possibile (è ovvio che oltre un certo diametro non ha senso)

prova ad attaccarci uno di quei getti regolabili per annaffiare ce ne sono anche in ottone

oppure devi prendere un pezzo di tubo corto da 1cm di diametro

biass il 18/1/2011, 20:55
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
idea ! provo a mettere delle riduzioni ogni 3 mt parto con 50mm poi 40 ,32 e 25mm infine l'ugello da 1 cm

idea del cavolo?


la foto è per chi un giorno avra il mio stesso problema e per capire meglio il tutto
Immagine Allegata: foto con misure.jpg



kekko.alchemi il 18/1/2011, 21:27
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Biass, ma se metti un solo tubo, direttamente a mezzo metro sotto il pelo dell'acqua del primo pozzo, non è meglio? Sicuramente avresti più portata perchè il pozzo abbassando la falda di mezzo metro aumenta a dismisura la sua entrata d'acqua, mettendo poi una valvola sulla fine del tubo potresti regolare i l/s in uscita, per evitare che il sifone "perda il tiro". Sicuramente è più complicato della soluzione che hai adesso, ma avresti più acqua a disposizione. Una domanda, ma la situazione che hai adesso dove per quanta acqua c'è ti esce dal pozzo, ce l'hai anche di estate?? Altrimenti cancella quello che ti ho detto...

PS: Che salto compie l'acqua da quando esce dal tubo a quando tocca per terra?

qqcreafis il 18/1/2011, 22:07
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
iCITAZIONE [quote]dea ! provo a mettere delle riduzioni ogni 3 mt parto con 50mm poi 40 ,32 e 25mm infine l'ugello da 1 cm

idea del cavolo?

si!



devi arrivare in basso con il tubo più grande che puoi (ma 50mm o 40mmm va già benissimo)

poi ci attacchi un pezzo di tubo da 1cm di diametro lungo 10 cm o meno
solo in questo modo hai il massimo




http://www.energialternativa.org/Public_mod/NewForum/ForumEA_mod/us/img155/662/pozzo.jpg

spero che il disegno almeno sia chiaro è quello che vado dicendo da giorni









kekko.alchemi il 18/1/2011, 22:12
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Si qqcreafis confermo quello che dici, è la soluzione migliore per ottenere il massimo da una caduta d'acqua.

kekko.alchemi il 19/1/2011, 4:44
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
x qqcreafis: Stavo vedendo il tuo foglio di calcolo su excel, mi spieghi come si usa?

biass il 19/1/2011, 7:18
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
ciao non posso mettere il tubo 1/2 mt sotto il pozzo originale perchè è sotto terra di un metro dovrei scavare con una ruspa mi è difficile , ed estate l'acqua scarseggia ma ho il fotovoltaico che rende tanto...
quindi inverno acqua -
estate sole



kekko.alchemi il 19/1/2011, 14:33
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Il tubo lo dovresti calare giù nel pozzo per mezzo metro sotto l'acqua, in modo che poi a valle, facendo il tiro, l'acqua esca. In questo modo abbassresti di mezzo metro la falda intorno al pozzo, questo comporterebbe che la falda aumenti la pressione dentro al pozzo, aumentandone così la portata d'acqua.

Ma se d'estate l'acqua scarseggia e cala di livello, il tubo si scoprirebbe e perderesti il tiro dovendolo ripristinare ogni inverno, quindi lascia perdere, lascia tutto così com'è.

biass il 19/1/2011, 16:43
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Ok!!! ci sono, è ufficiale!! ho la pressione all'uscita del tubo ,ho messo un ugello che avevate detto e tutto torna.....


ringrazio tutti per i consigli datomi.

Ora applichiamoci la tesla!!!! poi un generatore

kekko.alchemi il 19/1/2011, 17:46
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (qqcreafis @ 14/1/2011, 15:49) [quote]http://www.energialternativa.org/Public_mod/NewForum/ForumEA_mod/us/img375/5413/ugello.jpg

il foro 5,6mm la portata quasi dimezza ma la velocità aumenta molto

su 45W ne tiriamo fuori quasi 18W (in realtà su 25,6W)


il foglio nudo e crudo

http://www.energialternativa.org/public_mod/NewForum/faccine_mod/clap.gif http://www.energialternativa.org/public_mod/NewForum/faccine_mod/clap.gif http://www.energialternativa.org/public_mod/NewForum/faccine_mod/clap.gif http://www.energialternativa.org/public_mod/NewForum/faccine_mod/clap.gif

Devo farti i complimenti qqcreafis, i tuoi conti tornano perfettamente nella realtà!! Oggi ho provato a mettere un ugello da 5,6 mm di diametro sul tubo di 1,5 cm di diametro. Come dai conti che avevi fatto vengono perfettamente i l/s che hai calcolato!!

Allora con l'ugello da 5,6 mm riempio un serbatoio di 12 litri in 41 secondi, quindi ho una portata di 0,290 l/s davvero molto vicina al tuo calco
lo di 0,282 l/s. Non contento ho tolto l'ugello e ripetuto la prova, quindi ho testato la condizione della prima colonna dove in pratica ho un ugello grande come il tubo da 1,5 cm di diametro. In questa occasione ho riempito il serbatoio di 12 litri in 24 secondi, e quindi ho avuto una portata di 0,500 l/s, vicinissima ai 0,496 l/s che hai calcolato.

Ammesso quindi che ho fatto dei piccoli errori sul calcolo dei tempi e dei litri (anche perchè da solo è un po' difficile), posso affermare che i tuoi calolcoli sono perfetti, e non appena Bolle riuscirà a sistemarli in visual basic avremo finalmente tutti i dati per poter costruire una centrale idroelettrica!!!

PS: La richiesta resta ancora valida, mi spieghi come usare il tuo foglio excel?

Saluti kekko

Bene biass!! Sono contento, vedrai che riusciremo a fare tutto!! Ora risolti questi problemi, bisogna riuscire a dimensionare per bene una Turbina di Tesla, e poi il generatore... La strada è lunga e tortuosa, ma arriveremo alla fine.










qqcreafis il 19/1/2011, 20:35
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
mi spieghi come usare il tuo foglio excel?


ci vuole un pò perchè come avrai ben capito lo avevo fatto a mio uso e consumo e per provare , quindi interfaccia utente =0

i limiti della teoria utilizzata sono tanti ad es non si tiene conto della resistenza dell'ugello quindi deve essere corto.


poi faccio un .doc in cui spiego tutto


kekko.alchemi il 19/1/2011, 23:51
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Ok, si cmq l'ugello è cortissimo, l'ultima sezione da 5,6 mm sarà lunga poco più di 0,1mm. Per creare l'ugello ho utilizzato il "becco" conico che sta montato sulle cartucce del silicone. Al suo interno ha una superficie liscissima e essendo fatto a cono riduce ulteriormente gli attriti, per questo i calcoli sono tornati perfettamente anche senza tener conto degli attriti nell'ugello.

Mi dispiace che stavo da solo, se no facevo un video, purtroppo con una mano reggevo tubo e recipiente e con l'altra il cronometro...


Cmq torna tutto perfettamente, mentre non torna affatto sugli ugelli la formula con la scabrezza...



qqcreafis il 20/1/2011, 0:24
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
manuale versione 0.0000000000000

come il foglio

Scarica allegato
manualemanuale.doc ( Numero download: 47 )



kekko.alchemi il 20/1/2011, 0:33
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Grande qqcreafis!
Ora leggo quello che hai combinato


kekko.alchemi il 20/1/2011, 5:25
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Perfetto qqcreafis, anche se con un po' di difficoltà, sono riuscito ad utilizzare il tuo foglio!! Tutto torna, la teoria e la pratica adesso sono la stessa cosa!

Kekko

biass il 20/1/2011, 21:27
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
c'è differenza....





l'ugello per ora è di 1,5 cm interno
il tubo è di 40cm
lungo 12mt
caduta 3 mt
come faccio a sapere i watt i giri e il resto per la turbina e generatore?



mac-giver il 20/1/2011, 23:38
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
biass.. ma perchè un tubo lungo 12 mt hai scelto un corrugato?


un qualcosa di più liscio no?



kekko.alchemi il 21/1/2011, 1:39
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Ma il corrugato è solo la parte finale? Come dice mac, evita il corrugato l'acqua assume un moto vorticoso lì dentro, tuttavia se è corto gli attriti sono contenuti. Per fare un ugello fatto bene ti conviene applicare sul tubo arancione, quello delle prime foto, un imbuto (incollato ovviamente) e sul becco finale modularti la sezione con vari diametri di tubo. Ma almeno così facendo riduci gli attriti al minimo e sicuramente aumenti la portata e la velocità d'uscita dell'acqua.

CITAZIONE (biass @ 20/1/2011, 21:27) [quote]come faccio a sapere i watt i giri e il resto per la turbina e generatore?

Come corri biass!! Già pensi al generatore??
Ancora non sappiamo fare la turbina... Intanto comincia a raccogliere i dati in questo modo: Portata d'acqua dopo l'ugello e velocità dell'acqua sempre dopo l'ugello, fatto questo posso calcolarti almeno i watt disponibili.

Per dimensionare la turbina qui viene il bello!!
E' un po' complicato, perchè non è così semplice come sembra, un diametro fisso non va bene per varie portate d'acqua e sezioni d'ugello. Deve esserci infatti un certo rapporto fra le sezioni dell'ugello e il foro di scarico di circa 1/4 e con i dischi degli HD ti dico subito che con quella portata che hai sono troppo piccoli e per raggiungere i 100W con la poca velocità d'acqua che hai ne devi mettere moltissime turbine fatte con gli HD calettate sullo stesso asse e dividere la portata dell'acqua su più ugelli, il tutto a scapito dell'efficenza. Penso dovrai trovare dei dischi più grandi. Io per poter utilizzare gli HD e avere un limite teorico nella turbina del 93%, ho dovuto procedere al contrario, avendo i diametri fissi mi sono ricavato il giusto salto d'acqua con la giusta portata, alla fine infatti la mia è una turbinetta da studio da una decina di watt, mi serve solamente per essere in grado di dimensionarne una più grande per una vera centrale idroelettrica.

Saluti Kekko



biass il 21/1/2011, 7:52
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
all'inizio ho usato il corrugato diam. 50mm poi ho cambiato con quello bianco della luce da elettricista diam 40 interno. e cmq anche quello arancione all'interno è liscio solo fuori è ruvido...


kekko se poi ai bisogno un installatore qualificato per l'installazione della centrale io mi faccio avanti....

oggi scavo nella neve e ti faccio sapere i dati portata velocità ecc.. poi se riesci a calcolare la turbina mi fai un piacere....


NonSoloBolleDiAcqua il 21/1/2011, 17:30
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Come da promessa...ho trasformato il lavoro certosino di qq in vb : CalcoliAcquatici.exe è l'eseguibile (prima bozza).
Va commentato e inserita una descrizione con qualche esempio.
Un saluto
Bolle
PS:Occorre fare il solito check incrociato con i vari osti!!

http://www.energialternativa.org/Public_mod/NewForum/ForumEA_mod/us/img842/2959/calcoliacquatici.jpg



Scarica allegato
CalcoliAcquatici.rar ( Numero download: 79 )











biass il 21/1/2011, 18:48
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
ho provato




bulover il 21/1/2011, 23:04
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Bellissimo ragazzi veramente un bel lavoro l'ho testato .... risulta molto in linea rispetto alla resa del mio pico ,ho inserito lunghezza tubo,pressione(dislivello) ho lasciato il coefficente di attrito invariato e la portata che ho misurato all'uscita ""se puo' essere utile alla ricerca mi sono divertito a misurare la portata in uscita (quella che passa dall'ugello, che nel mio caso è di 3 mm) mi risulta di 0,33 l/s matenendo la condotta piena 12 atm a tubo aperto,come puo' essere possibile che alla sogente avevo misurato piu' di un litro????""ritornado al test i watt risultano 120 come nella realta'.
di nuovo complimenti!!!
bulover

kekko.alchemi il 22/1/2011, 0:00
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Grande Bolleeee!!!


Tutto funziona bene fino a quando... ci sono un po' di errori, continuo a provare dati che ho già riscontrato in pratica e vi faccio sapere!

Saluti Kekko

NonSoloBolleDiAcqua il 22/1/2011, 2:15
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (kekko.alchemi @ 22/1/2011, 00:00) [quote]ci sono un po' di errori, continuo a provare dati che ho già riscontrato in pratica e vi faccio sapere!

....dimmi dimmi...che sistemo!!
Ciao
Bolle

kekko.alchemi il 22/1/2011, 13:37
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Ciao Bolle! Mettendo una lunghezza del tubo di 15 m, un altezza di 9,25 m, una portata di 0,28 l/s, cliccando sulla casella per usare il metodo qqcreafis e poi sul pulsante per calcolare il miglior ugello, ecco cosa mi esce fuori...

http://www.energialternativa.org/Public_mod/NewForum/ForumEA_mod/us/img508/8972/imgbolle.jpg



Mentre invece facendo click su calcola senza il metodo qqcreafis è tutto ok!
http://www.energialternativa.org/Public_mod/NewForum/ForumEA_mod/us/img443/9085/imgbolle2.jpg

In altre condizioni, andando per esempio a cambiare il diametro del tubo, succede che il rendimento supera il 100%.

Kekko









biass il 22/1/2011, 14:01
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
si presenta un nuovo problema che all'interno dell mia condotta si forma ogni tanto dell'aria che spricchia all'uscita e modifica il getto in tanti spruzzi....

Se attacco il mio tubo di uscita, invece che in superficie del bidone , sul fondo miglioro? solo che dopo la caduta diminuisce di tanto quanto abbasso il mio imbocco?
http://www.energialternativa.org/Public_mod/NewForum/ForumEA_mod/6/6/4/4/2/7/8/1295699914.png

sono arrivato a un dunque..


http://www.energialternativa.org/Public_mod/NewForum/ForumEA_mod/6/6/4/4/2/7/8/1295701232.png

senza creafis
http://www.energialternativa.org/Public_mod/NewForum/ForumEA_mod/6/6/4/4/2/7/8/1295701233.png

kekko mi fai la prova dei miei calcoli?
salto 3 mt
portata 1 L/s
veloc 2mt/s
ugello 0.024mm
J 1Kg*9.8*3 = 29.4 W al sec quindi 105'840 Wh

qqcreafis il 22/1/2011, 14:42
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE [quote]caduta diminuisce di tanto quanto abbasso il mio imbocco?

no assolutamente, l'altazza che conta è quella dalpelo libero allo scarico.

Metti l'attacco del tubo a metà per via di eventuali depositi

CITAZIONE [quote]In altre condizioni, andando per esempio a cambiare il diametro del tubo, succede che il rendimento supera il 100%.

quando?

kekko.alchemi il 22/1/2011, 14:56
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Ciao biass, il fatto che aspira aria dal tubo significa che l'ugello è stato calcolato per far uscire una portata d'acqua superiore a quella che il pozzo può fornine.

Se hai la portata del pozzo che è 1 l/s con un salto di 3 m devi mettere un ugello da 1,29 cm. E hai così a disposizione 29,4 Watt teorici di potenza disponibile. Se sei bravo e ottieni ottimi rendimenti dalla turbina/generatore puoi ottenere 20 W elettrici che sarebbero 480W giornalieri, se poi però li vuoi accumulare in delle batterie che poi tramite inverter ti daranno i 220V, allora l'energia disponibile è circa 10W e quella giornaliera quindi 240W.

Kekko

biass il 22/1/2011, 18:39
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
domanda qual'è la formula precisa per il calcolo ugello?

mi sono perso non riesco a trovarla..
grazie

NonSoloBolleDiAcqua il 22/1/2011, 19:49
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (kekko.alchemi @ 22/1/2011, 13:37) [quote]Ciao Bolle! Mettendo una lunghezza del tubo di 15 m, un altezza di 9,25 m, una portata di 0,28 l/s, cliccando sulla casella per usare il metodo qqcreafis e poi sul pulsante per calcolare il miglior ugello, ecco cosa mi esce fuori...

http://www.energialternativa.org/Public_mod/NewForum/ForumEA_mod/us/img508/8972/imgbolle.jpg

Quando si seleziona 'metodo qqsreafis' si considera K e DTubo come dati di input...ricontrollo...ma non mi sembra dobrebbero esserci errori. Di fatto andrebbero fatte vedere tutte le possibili soluzioni dell'equazione di 5° grado...vediamo che ricontrollo...quel flag mi serviva per fare un controllo sugli esempi che ha fatto qq per verificare eventuali errori.
Ricontrollo... http://www.energialternativa.org/public_mod/NewForum/faccine_mod/biggrin.gif
Di fatto ho tentato di fare un sw il più possibile user frendly ... mi sa che va
ancora migliorato...e documentato con alcuni esempi...altrimenti, come ci può vedere, gli utenti o utilizzatori ci si perdono.
http://www.energialternativa.org/public_mod/NewForum/faccine_mod/tongue.gif









biass il 22/1/2011, 21:40
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
A proposito dell'acqua che cade ; avete mai notato che l'acqua quando scende dagli scarichi gira sempre in senso orario?
ho un po indagato e dall'altra parte dell'emisfero gira in antiorario

incredibile mi affascina sta cosa!


mac-giver il 22/1/2011, 22:19
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
non è incredibile, ma molto interessante.. si chiama forza di coriolis, però

basta che agiti l'acqua al contrario nel lavandino e poi togli il tappo vedrai girare il vortice nel senso opposto..

ti riporto da wikipedia

È un'idea diffusa che l'effetto Coriolis determini il senso di rotazione dei vortici che si creano quando si stappa lo scarico di un lavandino: nell'Emisfero boreale la rotazione sarebbe in un senso (antiorario), mentre sarebbe opposta nell'Emisfero australe (orario). In alcuni Paesi a cavallo dell'Equatore viene a volte presentato ai turisti un esperimento che dimostrerebbe come spostandosi di pochi metri a nord o a sud della linea equatoriale cambierebbe il senso di rotazione di un vortice in una vaschetta.[8]
Si tratta in realtà di una leggenda metropolitana: l'effetto che si ottiene calcolando l'azione della forza di Coriolis in un sistema ideale è infatti diversi ordini di grandezza inferiore rispetto a molti altri contributi, come la geometria della vasca e dello scarico, l'inclinazione del piano e soprattutto il movimento che aveva inizialmente l'acqua (è facile trarre in inganno i turisti di cui sopra imponendo un leggero movimento rotatorio nel senso desiderato muovendo opportunamente ed impercettibilmente la vaschetta). Ripetere più volte l'esperimento su un singolo lavandino può trarre in inganno, in quanto esiste un errore sistematico dovuto alla geometria specifica della vasca.
Se si prende una vasca piatta e circolare, con uno scarico piccolo e liscio, avendo cura di attendere che l'acqua sia perfettamente ferma e stappando con cura, è possibile comunque osservare l'influenza della forza di Coriolis. Tuttavia, data la grandezza del fenomeno, bisognerebbe lasciare a riposo l'acqua per alcuni giorni, in una stanza sigillata e lontano dal passaggio di mezzi pesanti, perché le correnti d'aria barometriche, i moti vorticosi interni del liquido e le vibrazioni indotte da un camion hanno all'incirca lo stesso ordine di grandezza del fenomeno che si vorrebbe osservare.

http://it.wikipedia.org/wiki/Forza_di_Coriolis

qui per vedere a livello grafico come la forza agisce ( in modo apparente) apparente apparente però.. bisogna tenerne conto quando si spara un proiettile di mortaio azz..

www.youtube.com/watch?v=mcPs_OdQOYU&NR=1





mac-giver il 22/1/2011, 22:42
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
qui graficamente è ancora più chiaro..

www.youtube.com/watch?v=__SlJtnpCD8&NR=1



kekko.alchemi il 23/1/2011, 3:02
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Beh no mac non è proprio così critico!! Te lo posso dire per personale esperienza, quando sono andato in Argentina mi divertivo a vedere come in ogni scarico (qualsiasi) l'acqua creava un vortice opposto a quello che si crea qui in Italia da noi. Non serve che l'acqua stia a riposo per giorni, facendosi il bagno in una vasca e poi stappando il tappo si nota perfettamente come il vortice gira sempre nello stesso verso!
Anche nel lavandino dove avevamo appena lavato i piatti si poteva notare il fenomeno, da per tutto insomma, non è affatto così critico. Parlo per personale eperienza pratica, provata e riprovata!!

Da qualche parte avevo fatto anche un video, dove lasciando cadere delle briciole di pane sull'acqua si vedeva ancor prima che l'acqua formasse il vortice, prendere un moto vorticoso in un senso preferenziale. Se lo ritrovo lo posto!!

Ahh una altra cosa, in Argentina le lumache hanno il verso della chiocciola avvolto in senso opposto alle nostre!! Pensa che in alcuni posti esistono dei ritrovamenti fossili di lumache con la chiocciola avvolta in senso opposto a quelle attuali, proprio a testimoniare la deriva dei continenti!! Ma è una cosa normale e influenzato dalla rotazione terrestre, dall'altra parte del globo infatti stiamo a "testa in giu" e per questo vediamo il vortice girare al contrario.

Saluti Kekko

NonSoloBolleDiAcqua il 23/1/2011, 6:11
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (mac-giver @ 22/1/2011, 22:19) [quote]Si tratta in realtà di una leggenda metropolitana: l'effetto che si ottiene calcolando l'azione della forza di Coriolis in un sistema ideale è infatti diversi ordini di grandezza inferiore rispetto a molti altri contributi, come la geometria della vasca e dello scarico, l'inclinazione del piano e soprattutto il movimento che aveva inizialmente l'acqua (è facile trarre in inganno i turisti di cui sopra imponendo un leggero movimento rotatorio nel senso desiderato muovendo opportunamente ed impercettibilmente la vaschetta). Ripetere più volte l'esperimento su un singolo lavandino può trarre in inganno, in quanto esiste un errore sistematico dovuto alla geometria specifica della vasca.
Se si prende una vasca piatta e circolare, con uno scarico piccolo e liscio, avendo cura di attendere che l'acqua sia perfettamente ferma e stappando con cura, è possibile comunque osservare l'influenza della forza di Coriolis. Tuttavia, data la grandezza del fenomeno, bisognerebbe lasciare a riposo l'acqua per alcuni giorni, in una stanza sigillata e lontano dal passaggio di mezzi pesanti, perché le correnti d'aria barometriche, i moti vorticosi interni del liquido e le vibrazioni indotte da un camion hanno all'incirca lo stesso ordine di grandezza del fenomeno che si vorrebbe osservare.

Questo punto andrebbe corretto su wikipedia ... è forviante.Mac prova tu stesso a stappare il tappo della vasca piena e a far ruotare il vortice in senso opposto a manetta santa....quando smetterai di farlo ruotare in modo opposto...vedrai che 'il moto apparente' di Coriolis vincerà. Chissà che lavandini ha chi ha scritto quella cosa su wikipedia....boooo.Era solo per fare due chiacchiere.
Un saluto
Bolle

mac-giver il 23/1/2011, 8:24
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
ma penso che la criticità descritta sia sulla linea dell'equatore

cmq nel mio di lavandino se giro con un cucchiaio nella vaschetta in senso antiorario il vortice prenderà quel verso fino alla fine..

o se costruisci un imbuto con delle scanalature sinistrogire il liquido prenderà quel verso..

se invece al liquido non dai nessun invito allora il gorgo prenderà il verso destrogiro..

quindi il lavandino di wiki come sarà?




la cosa descritta male è che li parla di uno scarico molto piccolo e liscio.. mm quindi scarico piccolo portata piccola fenomeno critico? ma che grandezze sono piccolo-liscio? poi vedi perchè da parte dei prof uni piovono critiche sul wikipedia.. un pò ragione ce l'hanno..

mac-giver il 23/1/2011, 10:47
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
piccolo quesito, vediamo se tornano i conti

serbatoio da 10500 lt a 113mt di altezza

tubo da 5cm diametro lungo 113 mt

quanta potenza ho di acqua?

perchè con una pompa sommersa il suddetto serbatoio lo posso riempire in un ora esatta consumando 5,5kw di elettricità,

con un sistema turbina generatore, quanto posso recuperare di elettricità nella migliore delle ipotesi?

dal foglio di calcolo risultano 2783 watt teorici.. quindi se ho una turbina che rende 80% e un generatore che rende l'80% di quei 2783 alla fine avrò circa poco più di 1,5kw
vi risulta?

quindi 10.500 lt di acqua a 113mt di altezza mi possono dare 1,5kw per un ora ??






volevo vedere se si può realizzare un BOING IDRAULICO


biass il 23/1/2011, 11:35
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
potrei sapere qual'è la formula per calcolare l'ugello?

grazie

qqcreafis il 23/1/2011, 12:26
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
fissata la portata vengono calcolata la coppie ugello tubo si sceglie quella con tubo pari a quello disponibile


fissato il tubo vengono calcolate le coppie ugello portta, in questo caso occorre scegliere tra quelle che danno una portata inferiore alla disponibile quella che da la maggiore energia


criterio generale segli il tubo più grande possibile (ragionevolmente)

diminuisci l'ugello fino ad ottenere la maggiore energia ,

se il tubo è largo l'ugello coincide con quello che fa passare la portata massima



biass il 23/1/2011, 12:36
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
mi sono rotto; ora faccio sta modifica all'impianto dovrei migiolare il tutto che ne dite ?


http://www.energialternativa.org/Public_mod/NewForum/ForumEA_mod/us/img814/4553/progettomodifichebidone.png



solo che adesso c'è mezzo metro di neve.......





Inviato:22/1/2011,19:49



CITAZIONE (kekko.alchemi @ 22/1/2011, 13:37) [quote]Ciao Bolle! Mettendo una lunghezza del tubo di 15 m, un altezza di 9,25 m, una portata di 0,28 l/s, cliccando sulla casella per usare il metodo qqcreafis e poi sul pulsante per calcolare il miglior ugello, ecco cosa mi esce fuori...

http://www.energialternativa.org/Public_mod/NewForum/ForumEA_mod/us/img508/8972/imgbolle.jpg

Quando si seleziona 'metodo qqsreafis' si considera K e DTubo come dati di input...ricontrollo...ma non mi sembra dobrebbero esserci errori. Di fatto andrebbero fatte vedere tutte le possibili soluzioni dell'equazione di 5° grado...vediamo che ricontrollo...quel flag mi serviva per fare un controllo sugli esempi che ha fatto qq per verificare eventuali errori.
Ricontrollo... http://www.energialternativa.org/public_mod/NewForum/faccine_mod/biggrin.gif
Di fatto ho tentato di fare un sw il più possibile user frendly ... mi sa che va
ancora migliorato...e documentato con alcuni esempi...altrimenti, come ci può vedere, gli utenti o utilizzatori ci si perdono.
http://www.energialternativa.org/public_mod/NewForum/faccine_mod/tongue.gif









kekko.alchemi il 23/1/2011, 13:11
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Per quanto riguarda i vortici confermo che quello che è scritto su wikipedia è sbagliato, come ripeto in Argentina mi divertivo proprio a vedere come in tutti gli scarichi i vortici giravano in senso antiorario, mentre qui girano orari...

CITAZIONE (mac-giver @ 23/1/2011, 10:47) [quote]piccolo quesito, vediamo se tornano i conti

serbatoio da 10500 lt a 113mt di altezza

tubo da 5cm diametro lungo 113 mt

quanta potenza ho di acqua?

perchè con una pompa sommersa il suddetto serbatoio lo posso riempire in un ora esatta consumando 5,5kw di elettricità,

con un sistema turbina generatore, quanto posso recuperare di elettricità nella migliore delle ipotesi?

dal foglio di calcolo risultano 2783 watt teorici.. quindi se ho una turbina che rende 80% e un generatore che rende l'80% di quei 2783 alla fine avrò circa poco più di 1,5kw
vi risulta?

quindi 10.500 lt di acqua a 113mt di altezza mi possono dare 1,5kw per un ora ??


volevo vedere se si può realizzare un BOING IDRAULICO


Allora 10500 l/h sono 2,9167 l/s che per 113 m fanno circa 3230 W.
Ora per applicare una turbina, mica la vorrai mettere sul serbatoio?? La dovresti mettere in fondo al pozzo per riavere i 113m di salto!! A quel punto dovresti mandare i 10500 litri nel pozzo (azione sbagliatissima), tutta quella portata nel pozzo sicuramente farà salire la colonna d'acqua rischiando di intorbidire e inquinare tutto il pozzo...

PS: I metri da prendere in considerazione non sono quelli della profondità della pompa, ma quelli del pelo d'acqua del pozzo.



CITAZIONE (biass @ 23/1/2011, 12:36) [quote]mi sono rotto; ora faccio sta modifica all'impianto dovrei migiolare il tutto che ne dite ?

Beh insomma biass, alla fine sempre 3 metri di salto rimangono, le cose migliorerebbero se riuscissi ad avere più portata d'acqua... ma tutta l'acqua che finisce nel fosso non la puoi prendere e incanalare nel tubo??

biass il 23/1/2011, 13:15
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
la mia paura è che poi togliendo il troppo pieno al pozzo mi si allaga tutto a monte con danni a cose.... adesso guardo un po il dafarsi

inoltre, sì! ho ancora 3 mt di caduta ma con 3,30 cm di tubo ,e non 12 mt e perfettamente il verticale meno attrito...

kekko.alchemi il 23/1/2011, 13:27
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Ma il fatto di avere meno lunghezza di tubo con lo stesso salto, comporta solamente che puoi utilizzare un tubo più piccolo, tutto qui, ma la portata resta la stessa e anche i watt. Per questo ti dicevo che se invece prendi tutta quell'acqua persa nel fosso allora le cose migliorerebbero.

X Bolle, Ok per il programma!! Quindi sbagliavo io a selezionare le varie voci... perfetto quindi, funziona benissimo!!


PS: Appena ci vediamo dobbiamo fare quello della turbina!!


biass il 23/1/2011, 13:36
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
vedi che il forum serve...
sono ignorante a riguardo
adesso cerco il sistema di prendere anche l'acqua del troppo pieno

mi dici per favore la formula per l'ugello?

mac-giver il 23/1/2011, 13:45
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (kekko.alchemi @ 23/1/2011, 13:11) [quote]volevo vedere se si può realizzare un BOING IDRAULICO


ma che hai capito?
erano solo calcoli ipotetici per capire quanto in questi tipi di trasformazione si va a perdere..

mo mettevo un turbina in fondo al pozzo?


quindi alla fine da 10mila litri a 100mt di altezza con una portata da 2,9lt/sec posso nella migliore delle ipotesi prendere due kw elettrici in un ora

tanto per capire con ordini di grandezza quanto può rendere un sistema accumulo acqua-energia accumulata..

mi sa che come ritorno va usata una pompa a pistoni o rotativa a lobi..





kekko.alchemi il 23/1/2011, 14:18
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (mac-giver @ 23/1/2011, 10:47) [quote]con un sistema turbina generatore, quanto posso recuperare di elettricità nella migliore delle ipotesi?

Beh se scrivi così e metti dati dettagliati uno pensa che lo vuoi fare per davvero, se era solo teorico potevi mettere numeri interi tanto per fare due conti.


Saluti kekko

qqcreafis il 23/1/2011, 14:20
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
2,8kw


2,7kwh per 10000litri a 100 m

biass il 23/1/2011, 19:27
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità

ho riassunto il tutto è giusto?


http://www.energialternativa.org/Public_mod/NewForum/ForumEA_mod/us/img442/3720/calcolare2.jpg











kekko.alchemi il 24/1/2011, 12:57
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (biass @ 23/1/2011, 13:36) [quote]vedi che il forum serve...
sono ignorante a riguardo
adesso cerco il sistema di prendere anche l'acqua del troppo pieno

mi dici per favore la formula per l'ugello?

Certo che serve!

Si se prendi anche l'acqua del troppopieno avrai sicuramente più portata. Una portata simile alla tua ce l'ho in una sorgente in campagna, sono circa 1,3 l/s che finiscono in un vascone di 15.000 litri, da lì poi posso fargli fare un salto di circa 3 metri, proprio come la tua situazione insomma!!

Oggi dovrei andare a casa di mac così finiamo la turbina di Tesla (quella piccola da 10W) se hai pazienza poi tra un po' ne dimensiono una per quella sorgente in campagna, che andrà bene anche per te!

Facendo così dei calcoli veloci per la sorgente, viene fuori che la turbina farà circa 600 RPM a vuoto e 300 RPM sotto carico. Il raggio esterno è circa 115 mm e quello interno circa 30 mm. Con un rendimento del 93% e una potenza limite trasmessa ai dischi di circa 36W. Lo spessore fra i dischi deve essere di 0,55mm mentre invece lo spessore fisico dei dischi può essere anche 1,5mm. Questa è la turbina che più o meno dovrai fare per il tuo salto d'acqua.

Sono dati da verificare che riuscirò a correggere e a perfezionare con questa turbina da 10W che stiamo facendo!

PS: Per la formula dell'ugello usa il software di Bolle che è perfetto!

Saluti Kekko

kekko.alchemi il 3/2/2011, 7:34
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
X Bolle: C'è un problema sul tuo programma (l'eseguibile), se imposto una portata di 1 l/s, una lunghezza del tubo di 5m e un salto piezometrico di 2 m, mi viene un ugello da 1,43 cm di diametro e un rendimento del 111,1%... Come mai?

Kekko

kekko.alchemi il 7/2/2011, 17:04
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Proprio ieri mentre mettevo a posto alcuni libri che usavo alle superiori mi è capitato in mano quello di meccanica agraria, aprendo una pagina a caso indovinate cosa è venuto fuori?? Dimensionamento di una condotta forzata. Sarà solo un caso o un segno del destino? Mahh http://www.energialternativa.org/public_mod/NewForum/faccine_mod/smile.gif

Cmq vi riporto qui un bel problemino che c'è in quel capitolo, è abbastanza complesso il calcolo e pieno di sorprese:

6° Problema - Progettare il diametro della condotta forzata che collega i punti M e V essendo noti (fig. 6.21):
Qm= 540 m
Qv= 474 m
Q= 3 l/s
L= 6 Km

Questa è la fig. 6.21 con il resto dei dati: (è abbastanza pesante come immagine, ma non l'ho potuta ridimensionare altrimenti non si leggeva nulla)

http://www.energialternativa.org/Public_mod/NewForum/ForumEA_mod/us/img228/8649/img2489g.th.jpg

Ci riusciamo a risolverlo?

Kekko









Dynoc il 7/2/2011, 17:46
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Kekko, la domanda è da una parte "semplice" e dall'altra difficile...
per il nostro caso potrebbe essere semplice,

cmq....non capisco una cosa...
nell'immagine sono già indicati i diametri (D1,D2,D3)...è la "soluzione" quella!?

-D-

kekko.alchemi il 7/2/2011, 18:13
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Si Dynoc è la soluzione quella, però è bello capire tutti i passaggi per arrivarci, perchè in teoria basterebbe una codotta unica di un unico diametro, invece in quel tipo di percorso sorgono delle problematiche, ad esempio che in alcuni punti la pressione "locale" della condotta è inferiore a quella atmosferica e quindi se si utilizzasse un unica condotta dritta per dritta con un unico diametro si creerebbero delle sacche di aria difficilmente rimovibili, per ovviare a questo problema si spezza la condotta in tutte quelle parti che ci sono sul disegno e si utulizzano diversi diametri per ogni tratto. Sarebbe interessante analizzare queste condizioni che si vanno a creare nella pratica.

Kekko

biass il 7/2/2011, 20:11
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Vedi! vedi ! lo sapevo io mel'ero immaginato ,, io ho la stessa situazione nella mia condotta ho 4 spezzoni di tubo da 3 mt ad ogni spezzone cambia il dislivello con un totale di 3 mt
Tempo indietro dicevo che l'acqua usciva a spricchi come se ci fosse dell'aria ogni tanto ,erano quelle sacche che si svutavano inoltre avevo posto il problema se metter dei diametri man mano più piccoli e creafis diceva che si creava attrito .....
E' una situazione veramente incasinata trovar la miglior soluzione per la resa ottimale Boh!!! oltretutto è la prima volta che affronto di questi problemi ...

Bel problema quello Kekko !!!!
sono interessatissimo

qqcreafis il 7/2/2011, 20:23
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
il problema parla solo di portare acqua tra due vasche

non parla di un problema

condotto-ugello

in cui quello che importa è la velocità più alta possibile all'uscita dell'ugello (compatibilmente al mantenimento della portata, oppure al massimo dell'energia) e la più bassa possibile dentro il tubo

nel tubo l'attrito è proporzionale al quadrato della velocità! quindi occorre tenerla bassa.

Dynoc il 7/2/2011, 20:26
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (qqcreafis @ 7/2/2011, 20:23) [quote]nel tubo l'attrito è proporzionale al quadrato della velocità! quindi occorre tenerla bassa.

esatto, proporzionalmente con la portata da smaltire, e con le "condizioni economiche" del tubo
(tubo grosso=grosso costo! solitamente si dà proprio un valore monetario all'energia "persa" per attritoe si confronta con il sovrapprezzo del tubo! funzione...integrali/derivate..trovare il minimo
).

-D-

qqcreafis il 7/2/2011, 21:57
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE [quote]integrali/derivate..trovare il minimo

azz...

sei un sovversivo allora ....


al giorno d'oggi uno è normale solo se sbaglia il problema delle caramelle: 45 caramelle costano 3€, quanti euro costa una caramella? rispondete in due secondi!

se rispondete di getto 15 OK fate parte dell'umanità

se rispondete di getto 3/45 Malissimo siete dei pericolosi sovversivi!!! appartenete a quel pericolosissimo 5% circa....



scusate mi sono permesso di sputacchiare un pò di bile

tornando alle questioni serie

il problema di sopra si può avere se il tubo alla fine è libero o poco strozzato dall'ugello

se la resistenza è bassa il fluido assume troppa velocità e la pressione cala troppo

CITAZIONE [quote]Ci riusciamo a risolverlo?

ma quale sono le limitazioni a cui bisogna fare fronte?


cosa è Qv e Qm?

Dynoc il 7/2/2011, 23:51
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
ehehe! eggià, lo sono!
mea culpa!

cmq, non avevo quasi mai sentito parlare di tale fenomeno, o perlomeno che sia "importante"...

Qv e Qm, sono le quote geodetiche della mandata e aspirazione.

-D-

kekko.alchemi il 8/2/2011, 3:13
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Io e la mia ragazza abbiamo detto subito 3/45... dobbiamo preoccuparci? http://www.energialternativa.org/public_mod/NewForum/faccine_mod/unsure.gif

Ho capito quello che intendi qqcreafis riguardo al tubo, quindi secondo te non dovrebbe succedere il fatto delle sacche d'aria con un ugello che strozza e manda in pressione il tubo?
E' incredibile vedere come il software di Bolle risolve l'esercizio mettendo una condotta da 6,9 cm contro quella da 7 cm "calcolata" dal libro.

Cmq questa è la soluzione che da il libro:

Tabella:


http://www.energialternativa.org/Public_mod/NewForum/ForumEA_mod/us/img510/9558/img2492n.th.jpg



http://www.energialternativa.org/Public_mod/NewForum/ForumEA_mod/us/img405/6660/img2491q.th.jpg





http://www.energialternativa.org/Public_mod/NewForum/ForumEA_mod/us/img593/9084/img2493b.th.jpg











http://www.energialternativa.org/Public_mod/NewForum/ForumEA_mod/us/img405/3086/img2495c.th.jpg




http://www.energialternativa.org/Public_mod/NewForum/ForumEA_mod/us/img406/5483/img2496hq.th.jpg

Saluti Kekko!











qqcreafis il 8/2/2011, 8:36
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE [quote]cmq, non avevo quasi mai sentito parlare di tale fenomeno, o perlomeno che sia "importante"...

sembra che il problema sia quello di avere nel tubo quando scorre l'acqua pressioni in feriori all'atmosferica


Bernoulli ci "dice"che a parità di altezza se aumenta V diminuisce P e vicecersa, la cosa è antintuitiva perchè noi pensiamo alla spinta del "vento", invecie dovremmo pensare al vento che passa parallelo ad una finestra, l'aria della stanza viene risucchiata fuori, oppure ad un carburatore.



Dynoc il 8/2/2011, 8:59
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Si.
ho studiato un attimo l'esercizio, e ho capito,
anche se è un approccio che non mi è familiare.

In pratica, lui sceglie il tubo a "priori" dalla tabella, per avere delle perdite "accettabili".
Poi, considerato che si "hanno a disposizioni 11 m di caduta ogni km, verifica che la caduta di pressione nel tubo, conteggiata in metri non sia superiore a tale "quota".

vabbè, e io che già immaginavo formule di Darcy, num. di Reynolds...

ok, la teoria e la pratica sono molto diverse.
E purtroppo mi viene da dire, ultimamente, che la pratica spesso "complica" le cose,
perchè se da una parte mette a disposizione a chi non ha studiato tabelle e modi di capire più immediati (parlando di metri, per esempio e non pascal)
a volte fà una gran confusione con metodologie diverse, spesso ibride, fra le quali non si sa quale scegliere, con tabelle in cui non si capisce l'unità di misura, e formule empiriche che non sai cosa devi dargli da "mangiare" e cosa sputano!

(scusate lo sfogo!!!
)

-D-

kekko.alchemi il 8/2/2011, 10:25
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
E' così infatti Dynoc!


In quel libro ci sono molti esempi simili di dimensionamento delle condotte, dei salti d'acqua, delle varie velocità in base alle strozzature e alle perdite di carico. Verso la fine del capitolo ci sono anche turbine di ogni tipo, partendo dalle varie tipologie dei mulini di legno alle turbine professionali come Pelton, Kaplan ecc... Ovviamente quella di Tesla non c'è... C'è anche una formula per calcolare la potenza meccanica a disposizione da una turbina, è molto semplice ma utilizza costanti strane che non so da dove saltano fuori, però devo dire che il risultato è perfetto e in linea con i nostri conti. Ora non sono a casa, dopo ve la posto.

Cmq per quanto riguarda una condotta forzata con un ugello finale penso non dovrebbero esserci problemi di pressioni inferiori a quella atmosferica, perchè la pressione è garantita dall'ugello e soprattutto anche dalla turbina.

Kekko

qqcreafis il 8/2/2011, 12:37
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
ok ho decifrato la tabella,

si tratta del calcolo del dimensionamento di un tubo con
pressione atmosferica all'ingresso ed alla fine

che deve semplicemente trasportare una certa quantità di acqua ogni secondo per pura gravità, aperto in fondo ovviamente

purtroppo chiama perdita di carico il rapporto altezza/Lunghezza ed inoltre usa unità non del sistema internazionale

ma comunque la tabella è corretta e per quello che serve permette rapidamente il calcolo


dal punto di vista teorico usa semplicemente Bernoulli con attrito e ci fidiamo del coefficiente d'attrio che ha calcolato

poi aggiungo un .doc

kekko.alchemi il 8/2/2011, 13:28
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Eh si qqcrafis, la tabella utilizza coefficenti di attrito doppi rispetto a quello che presentano i tubi nuovi, perchè il libro dice che dopo un certo periodo di utilizzo le condotte si usurano e presentano quindi un coefficente di attrito doppio rispetto a quando sono nuovi, quindi aggiunge che le condotte vanno sempre calcolate così...

qqcreafis il 8/2/2011, 13:45
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
il file descrive cosa significa la tebella

Scarica allegato
darcy.doc ( Numero download: 48 )



NonSoloBolleDiAcqua il 8/2/2011, 15:55
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Ragazzi...la febbre mi ha messo KO di brutto...


eneo il 9/2/2011, 9:03
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
se vi serve ho trovato una vecchia tabella per le perdite di carico in tubazioni dritte per acqua da mandare via fax, per comparare i dati.
in base al diametro del tubo, al materiale e alla portata calcola le perdite di carico e la velocita' di flusso.

qqcreafis il 9/2/2011, 13:54
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
comunque il sistema va bene per il trasporto acque per irrigazione nel senso che l'acqua deve essere frenata dalla resistenza allo scorrimento del tubo giusto giusto quello che basta , ovvero che la velocità finale sia uguale a quella che da la portata che ci interessa a pressione zero sopra quella atmosferica .

in altre parole la tubatura consuma tutta l'energia fornita dalla caduta ed esce alla stessa velocità con cui entra.

A noi interessa invecie che la portata esca (tutta) con la maggior velocità possibile, ovvero che l'energia della caduta "NON SIA DISSIPATA" dal tubo per fare questo dobbiamo scegliere l'accoppiata tubo ugello che da tutta la portata con minor perdita possibile (compatibilmente con le risorse)


Il sistema ideale è quello costituito da un tubo in cui il liquido scorre con velocità trascurabile ed un ugello dato dal rapporto Q/(radice quadrata (2*9,8*altezza) tutto in m e m^3

ma quasi mai si può fare questo causa l'elevato diametro del tubo necessario (€€€)

kekko.alchemi il 9/2/2011, 15:18
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Hai perfettamente ragione qqcreafis, allora dobbiamo rivedere il prog di bolle, perchè si comporta perettamente come il libro. Fa mettere una codotta da 6,9 cm di diametro contro quella da 7 cm messa dal libro. Facendo così infatti non viene calcolato il miglior rapporto tubo ugello, e abbiamo un efficenza bassissima del sistema. Il salto darebbe infatti circa 1880W limite disponibile, ma quella condotta ne fa "uscire" solamente più di 90W. Quindi è inutile poi mettere un ugello.

mac-giver il 11/2/2011, 15:18
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
c'è qualche cosa che non mi torna..

tubo diametro 1,7 cm

portata 0,9lt/sec (prove pratiche di ciò che dispongo)

su questo tubo metto un ugello da 1,2cm

e la portata diventa 0,8lt/sec

è giusto?

di che diametro dovrebbe essere l'ugello ideale su un tubo di 1,7 cm diametro con portata di 0,9lt/sec?



qqcreafis il 11/2/2011, 17:38
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE [quote]Quindi è inutile poi mettere un ugello.

migliora comunque la situazione ma non hai a disposizione tutta la portata disponibile e quindi la potenza massima

comunque non credevo che fosse un casino così immane, appena si gratta la vernice delle semplificazioni più grossolane saltano subito fuori delle cose difficilmente gestibili

urgono verifiche sperimentali

il foglio xls che ho fatto io calcola varie accoppiate tubo ugello, mai separatamente

comunque rifarò una verifica teorica dei miei conti ogni tanto mi viene qualche dubbio

mac-giveroccorrono dati

dislivello

lunghezza tubo

diametro tubo (è da 1,7 o si può cambiare?)

portata massima disponibile






NonSoloBolleDiAcqua il 11/2/2011, 18:24
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (kekko.alchemi @ 9/2/2011, 15:18) [quote]Hai perfettamente ragione qqcreafis, allora dobbiamo rivedere il prog di bolle, perchè si comporta perettamente come il libro. Fa mettere una codotta da 6,9 cm di diametro contro quella da 7 cm messa dal libro. Facendo così infatti non viene calcolato il miglior rapporto tubo ugello, e abbiamo un efficenza bassissima del sistema.

Ho capito quello che dici ... la variante è semplice da implementare.
Ci sentiamo.


CITAZIONE (qqcreafis @ 11/2/2011, 17:38) [quote]il foglio xls che ho fatto io calcola varie accoppiate tubo ugello, mai separatamente

comunque rifarò una verifica teorica dei miei conti ogni tanto mi viene qualche dubbio

Il tuo foglio è un capolavoro...fortunatamente hai scritto anche il documento (stele di rosetta) per farlo capire altrimenti

L'ho controllato a suo tempo e non faceva una piega...


Bolle

mac-giver il 11/2/2011, 18:44
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (qqcreafis @ 11/2/2011, 17:38) [quote]mac-giveroccorrono dati

dislivello

lunghezza tubo

diametro tubo (è da 1,7 o si può cambiare?)

portata massima disponibile

13 metri

35 metri da 3,3 cm

poi riduzione sul tubo con diametro interno da 1,7cm

e un tubo sempre da 1,7cm lungo 2 metri alla fine si questo tubo che ugello metto?






kekko.alchemi il 11/2/2011, 19:03
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (NonSoloBolleDiAcqua @ 11/2/2011, 18:24) [quote]CITAZIONE (kekko.alchemi @ 9/2/2011, 15:18) [quote]Hai perfettamente ragione qqcreafis, allora dobbiamo rivedere il prog di bolle, perchè si comporta perettamente come il libro. Fa mettere una codotta da 6,9 cm di diametro contro quella da 7 cm messa dal libro. Facendo così infatti non viene calcolato il miglior rapporto tubo ugello, e abbiamo un efficenza bassissima del sistema.

Ho capito quello che dici ... la variante è semplice da implementare.
Ci sentiamo.

Dovresti mettere il rendimento del sistema non fra i risultati ma fra i dati, così che impostando un rendimento a piacimento si possa trovare prima il diametro del tubo corretto per avere quel rendimento, e poi il giusto ugello in base a quello che abbiamo in uscita da quel tubo.

Saluti kekko

CITAZIONE (mac-giver @ 11/2/2011, 18:44) [quote]CITAZIONE (qqcreafis @ 11/2/2011, 17:38) [quote]mac-giveroccorrono dati

dislivello

lunghezza tubo

diametro tubo (è da 1,7 o si può cambiare?)

portata massima disponibile

13 metri

35 metri da 3,3 cm

poi riduzione sul tubo con diametro interno da 1,7cm

e un tubo sempre da 1,7cm lungo 2 metri alla fine si questo tubo che ugello metto?

Se avessi un unico tubo da 4,1 cm di diametro dovresti mettere un ugello da 0,85 cm, e avresti così una portata garantita di 0,9 l/s. Fare dei calcoli con un tubo che cambia sezione nel suo percorso è un po' più complicato, perchè dovresti fornire altri dati, ad esempio le varie pendenze del primo tubo, e le varie pendenze del secondo.

qqcreafis il 11/2/2011, 20:44
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
si viene anche a me 0,85 cm ma con diametro tubo 3,2cm fino in fondo rendimento 89% con potenza 121w all'ugello

qqcreafis il 11/2/2011, 21:11
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
comunque sarebbe importante sapere la portata massima perchè penso che 0,9litri sia la portata attuale al tubo finale

quando si fa una condotta forzata occorre ragionare in modo differente dal solito, la tubatura deve fornire energia e non dissiparne quindi deve essere "larga" fino in fondo all'ugello non deve avere restringimenti

raddoppiando gli attriti (tubo vecchio) viene ugello 0,9cm potenza 107w 78%­

mac-giver il 12/2/2011, 1:18
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
si certo..ma questa è una tubatura "obbligata" purtroppo il tubo di 2mt da 1,7cm è inevitabile..

allora da quel tubo escono esattamente 0,9 ltsec senza nessun ugello.. a tubo libero...

quindi l'ugello sarà da 0,85 perfetto..però.. c'è un però..

per fare una prova ne ho messo uno da 1,2cm la portata mi passa da 0,9 lt sec a 0,8 lt sec

se metto un ugello da 0,85 aumenta si ancora la velocità ma la portata presumo che calerà ancora..

come mai?

qqcreafis il 12/2/2011, 11:05
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
nel calcolo non riesco a tenere conto del pezzo di tubo da 1,7
io ho fatto i conti con 37m di tubo da 3,2cm e
considerando la portata non quello che esce a tubo libero ma l'acqua che ho a disaposizione dalla sorgente, in altre parole quella che sono disposto a far scendere.

è chiaro che il tubo grosso fino in fondo farebbe scendere di più di per sè ma è l'ugello che limita



CITAZIONE [quote]se metto un ugello da 0,85 aumenta si ancora la velocità ma la portata presumo che calerà ancora..

come mai?

facciamo il caso ideale tubo enorme attrito trascurabile, l'acqua scende con una velocità che dipende solo dal dislivello!!!!

la velocità di uscita nel tuo caso sarebbe radice quadrata (2*9,8*13)=16metri/secondo

(nel caso reale è sicuramente molto meno )

a questo punto la portata possibile Q = SEZIONE UGELLO*VELOCITA

è limitata solo dalla sezione dell'ugello, se la sorgente butta solo 0,9 litri al secondo non se ne può fare scendere di più altrimenti si svuota il tubo

sezione=q/velocità

diametro=2*radice quadrata(sezione/3,14)=0,85cm con il 100%

se si diminuisce la sezione sell'ugello la portata diminuisce di conseguenza ad es se si dimezza dimezza la portata il rendimento ma v no

se c'è attrito le cose si complicano e peggiorano, più si restringe l'ugello si va verso il caso ideale ma diminuisce la portata.

se vuoi mantenere la portata deli allargare il tratto finale di condotto e scegliere l'ugello adatto, ad es se vuoi sperare di produrre un p'ò di energia devi almeno raddoppiare il tratto finale a 1,7cm e regolare la portat a 0,9 litri/s


Comunque devi sapere quanta acqua puoi estrarre dalla sogente ,siamo sicuri che che la sogente non abbia degli scarichi di "troppo pieno"?


CITAZIONE [quote]di 2mt da 1,7cm è inevitabile

solo 2m ?

se non ci fossero attriti e l'ugello fosse da 1,7cm uscirebbero 3,6litri/s


poi faccio i conti con 37m dl tubo da 1,7 tutto per vedere se ci sono strozzamenti nell'impianto

comunque controlla la disponibilità di acqua perche occorre fare un impianto di discesa fatto per portare molta più acqua e non solo pe quella disponibile,

una condotta forzata non è un acquedotto dove gli attriti sono utili per far diminuire la velocità dell'acqua

mac-giver il 12/2/2011, 13:40
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (qqcreafis @ 12/2/2011, 11:05) [quote]nel calcolo non riesco a tenere conto del pezzo di tubo da 1,7
io ho fatto i conti con 37m di tubo da 3,2cm e
considerando la portata non quello che esce a tubo libero ma l'acqua che ho a disaposizione dalla sorgente, in altre parole quella che sono disposto a far scendere.

solo 2m ?

se non ci fossero attriti e l'ugello fosse da 1,7cm uscirebbero 3,6litri/s


poi faccio i conti con 37m dl tubo da 1,7 tutto per vedere se ci sono strozzamenti nell'impianto

comunque controlla la disponibilità di acqua perche occorre fare un impianto di discesa fatto per portare molta più acqua e non solo pe quella disponibile,

[/QUOTE]

si qq, quasi tutto chiaro..

allora, se non ci fossero attriti.. 2 mt di tubo fanno tutto quell'attrito?.. può essere.. perchè praticamente ho la condotta (quella da 3,2cm) che termina con quella riduzione che da 3,2 mi passa a 1,7cm per una lunghezza di 2 mt

è come se ci fosse un ugello da 1,7cm lungo 2 mt, lo so è terribile, ma è quello che ho di disponibile

da questo obbrobrio di condotta alla fine di quello spezzone di 2 mt da 1,7cm senza nessun ugello mi escono 0,9lt/sec

quale ugello posso mettere alla fine di questo tubo per avere il max della velocità senza penalizzare troppo la portata?

uno 0,8 cm potrebbe andare bene? alla fine quale sarebbe la potenza in uscita dall'ugello?




kekko.alchemi il 12/2/2011, 14:52
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Allora, c'è da fare un chiarimento, l'impianto di mac non è una sorgente d'acqua ma soltanto un esperimento, nel senso che c'è un cassone dell'acqua (riempito da una pompa in un pozzo) da X litri a 13 metri di altezza. Ora da questo cassone scende questo tubo e altri che alimentano la casa.

Allora il rendimento della minicentrale lo devi fare così, hai a disposizione dal tubo 0,9 l/s (facciamo finta che ci sia una soregente d'acqua da 0,9 l/s), quest'acqua arriva da un dislivello di 13 metri.
Quindi sono esattamente 114,66 Watt limite a disposizione. Ora mettendo ugelli, tubi, turbine, generatori e quello che vuoi, quanto rende il tutto?? Se escono dal generatore 30W elettrici, il rendimento globale della minicentrale è del 26%. Se escono invece 12W come con la turbina banki, il rendimento globale è del 10,4%.

mac-giver il 12/2/2011, 15:43
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
il dato che volevo


qqcreafis il 12/2/2011, 16:09
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
0,8 va benissimo comunque è questione di 1mm più o meno

mac-giver il 12/2/2011, 18:05
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
grazie qq, quindi alla fine per sapere bene quanti watt escono reali da quel getto devo montare il getto vedere in realtà quanti l/sec escono e così so quanto rende la pseudo condotta.. ad occhiometro visto che con un 1,2 mi escono 0,8lt sec

con uno 0,8 dovrebbero uscire sui 0,5-0,6 lit /sec

poi verifico in pratica..



qqcreafis il 12/2/2011, 19:03
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
aggiustando il coeff di attrito per far tornare i 0,8L a 1,2 cm si deduce 0,6L con 0,8 e 46W

e rendimento 59%­

mac-giver il 12/2/2011, 19:23
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
mamma mia.. che condottaccia.. cmq so poi dove andare a migliorare..

toglierò quel pezzo di tubo da 1,7cm e ci sarà la condotta che arriverà dritta per dritta da 3,2 cm e li metterò direttamente l'ugello..

grazie di tutto come sempre..

kekko.alchemi il 17/2/2011, 23:47
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Sposto di qua il problema, quando si dimensiona una condotta forzata abbiamo bisogno di conoscere la portata d'acqua a disposizione dalla sorgente o dal fiume. Ora finché si tratta di una piccola sorgente di qualche litro al secondo, ci si può attrezzare con un recipiente e un cronometro per poter calcolare i l/s a disposizione. Ma quando si tratta di un fiume o peggio di una cascata fra le roccie alta 10 metri, come facciamo a quantificare l'acqua che scorre in un secondo? La cosa si complica poi se il letto del fiume non è regolare e quindi con profondità e sponde variabili che ci impediscono di stimarne la profindità, la larghezza, e la velocità media che cambia tutte le volte in base alle strettoie.

Come fare per avere un dato attendibile? Ci sto ragionando...

Dynoc il 18/2/2011, 0:19
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Un po' di tempo fà avevo trovato un documento pdf dove faceva vedere come fare, usando diverse metodologie, più o meno specifiche!
Cmq più o meno, quelle un po' più attendibili, tutte prevedevano delle opere tipo barriere per misurare al meglio!

Purtroppo se tu non puoi fare ciò, forse la cosa più facile è un "rilievo" della sezione e velocità, se il fiume non è troppo frande!
(chiaramente a monte della cascata!)

-D-

eneo il 18/2/2011, 9:32
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
non riesci proprio a metterci una barriera con un lato un'apertura a V?

kekko.alchemi il 18/2/2011, 13:28
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Eh si dovrei provare, ma non è semplice, perchè prima della cascata l'acqua viene giù molto velocemente e passa sopra e sotto delle roccie abbastanza irregolari... Dovrei cercare un punto a monte della cascata dove l'acqua segue un percorso più regolare. Adesso che mi ci fate pensare parecchio a monte c'è un ponte dove passano le macchine e sotto il torrente è incanalato in un grosso tubo di cemento, potrei misurare il diametro del tubo, vedere per quanto viene riempito dal torrente, e stimarne poi la velocità con dei pezzetti di polistirolo.

Si penso che così si possa fare, speriamo che non mi prendo qualche malattia perchè l'acqua è molto inquinata e si sente odore di fogna, chissà quali schifezze ci scaricano dentro, ma per la turbina alla fine è un bene, più roba c'è più corrente c'è!


eneo il 18/2/2011, 14:02
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
usa le dovute protezioni, specialmente alle mani possono avere lesioni, agli occhi e bocca, qualche schizzo potrebbe colpirti....
se l'acqua piovana influenza la portata e potrebbe riempirsi di materali grossolani deve necessariamente metterci uno sfioratore di piena e una griglia, metti caso se si inceppa la turbina?
vedi questo file in pdf..
http://www.google.it/url?sa=t&source=web&c...xrTwieV0txWprFg


kekko.alchemi il 18/2/2011, 14:39
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Hai ragione eneo, infatti a monte della cascata c'è un invaso da cui parte una vecchia condotta forzata (in realtà questa che sto rimettendo in piedi è una piccola vecchia centrale idroelettrica dismessa da 100 anni), ormai distrutta, ma è ancora visibile tutto il muro di supporto e le strutture che contenvano le turbine. L'invaso era monitorato costantemente da un guardiano che aveva una casetta proprio sopra l'invaso, probabilmente regolamentava le acqua con qualche chiusa e si assicurava che durante le piene l'acqua non creasse danni. Ora il lavoro del guardiano dovrà essere sostituito (solamente in parte) dall'elettronica, che avrà il compito di aprire o chiudere le chiuse dell'invaso per mantenere costante il livello.

Ovviamente ci saranno le vie d'uscita di sicurezza dell'acqua nel caso in cui la griglia si intasi. Secondo voi, visto che si tratta più che altro di un progetto di ristrutturazione di qualcosa di già esistente, non potrebbero esserci delle agevolazioni per quanto riguarda le autorizzazioni?

Un saluto Kekko

Dynoc il 18/2/2011, 14:50
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
CITAZIONE (kekko.alchemi @ 18/2/2011, 13:28) [quote]. Adesso che mi ci fate pensare parecchio a monte c'è un ponte dove passano le macchine e sotto il torrente è incanalato in un grosso tubo di cemento, potrei misurare il diametro del tubo, vedere per quanto viene riempito dal torrente, e stimarne poi la velocità con dei pezzetti di polistirolo.

è PERFETTO, sezione regolare, facilità di misura, punti di riferimento precisi.

Mettiti degli stivali di gomma alti fino alla vita, guanti di gomma fino al gomito, maschera protettiva per gli occhi (tipo sub o altro), e via dentro!

già ti ci vedo!

-D-

CITAZIONE (kekko.alchemi @ 18/2/2011, 14:39) [quote]Hai ragione eneo, infatti a monte della cascata c'è un invaso da cui parte una vecchia condotta forzata (in realtà questa che sto rimettendo in piedi è una piccola vecchia centrale idroelettrica dismessa da 100 anni), ormai distrutta, ma è ancora visibile tutto il muro di supporto e le strutture che contenvano le turbine. L'invaso era monitorato costantemente da un guardiano che aveva una casetta proprio sopra l'invaso, probabilmente regolamentava le acqua con qualche chiusa e si assicurava che durante le piene l'acqua non creasse danni.

Esatto, fino a prima della seconda guerra mondiale quasi tutta l'energia elettrica era prodotta tramite l'idroelettrico, e il resto dell'energia molta era usata forza idraulica.
Secondo voi perchè il servizio principale di Terna si chiama "ispacciamento". Proprio da iDispacci che venivano mandati ai guardiani delle chiuse per aprire o meno, per regolare il riempimento o lo svuotamento degli invasi quindi la potenza prodotto e l'energia disponibile.

-D-

kekko.alchemi il 18/2/2011, 16:22
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Ahahahahah sicuramente Dynoc! Devo cercare tutto l'occorrente, di certo non ci vado con le scarpe da ginnastica


Kekko

kalos74 il 24/2/2011, 16:35
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
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Ho un tubo di troppo pieno, avente diametro di 20 mm, posto alla sommità di una vasca di 10 mc. Supponendo che la vasca venga riempita dalle acque che provengono da una sorgente la cui portata è di circa 50 litri/min, sapreste dirmi quant'acqua fuoriesce dal tubo di troppo pieno una volta piena la vasca? Nel caso in cui la sezione del tubo risultasse insufficente, quanta acqua traboccherebbe dalla vasca?
Grazie.


kekko.alchemi il 24/2/2011, 19:17
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Ciao kalos74, il tubo da 20 mm di diametro è lungo solamente qualche metro? Se la risposta è si, uscirà esattamente l'acqua che entra nella vasca e cioè 50 l/m che sarebbero 0,83 l/s. Il tubo di troppo pieno inoltre non si riempirà affatto tutto ma solamente in parte, garantendoti tranquillamente la costanza del livello nella tua vasa.

Saluti Kekko

kalos74 il 24/2/2011, 21:30
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
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Il tubo di scarico non è altro che un tubo posto alla sommità della vasca, dal quale l'acqua per caduta libera defluisce all'interno di un solco. Come si spiega che il tubo di troppo pieno non si riempirà affatto tutto ma solamente in parte, garantendo la costanza del livello nella vasca?


kekko.alchemi il 24/2/2011, 21:34
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Si spiega dal fatto che un tubo da 20 mm è molto sovradimensionato per far scorrere appena 0,8 l/s. Quindi si riempirà solamente in parte, specie se l'acqua scende in caduta libera.

Kekko

kalos74 il 24/2/2011, 21:44
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
E con una portata di 70-80 l/min, e con un tubo da 10 mm che succede?

kalos74 il 24/2/2011, 22:20
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Qual'è la formula che lega la sezione del tubo con la portata?

Dynoc il 25/2/2011, 10:55
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Scusa Kalos,

non capisco il tuo problema, uscirà SEMPRE la stessa acqua che entra, a meno che la pressione che riesce a garantire la tua "sorgente" non sia inferiore alle perdite di carico nel tubo di troppo pieno, se il tubo è più piccolo, semplicemente l'acqua scorrerà più velocemente.
Quindi non ha senso chiedere la "formula ceh lega sezione del tubo con la portata", ma quella che lega la sezione del tubo con la velocità:

P=S*v

P: portata in volume
S: sezione del tubo (area)
v: velocità del fluido

chiaramente il tutto in unità di misura internazionali (portata: m3/s; sezione: m2, mq; velocità: m/s)
le unità tecniche le lascio a voi...
(sorry non ho tempo di fare le equivalenze, e soprattutto le odio!)

-D-

kalos74 il 25/2/2011, 14:17
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Il mio problema era quello di voler dimostrare empiricamente che la sezione del tubo di sfioro della vasca poteva era insufficente a tal punto che le acque erano costrette a traboccare dalla vasca.

Dynoc il 25/2/2011, 14:19
Re:Calcolo portata, velocità, potenza dell'acqua in un tubo che cade per gravità
Ah, ok! ora il problema è ben più definito.



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