Domanda:

Dovrei stimare la portata di una tubatura posta in montagna per vedere se si può applicare una mini-centralina idroelettrica; quali sono i dati necessari per poter stimare la portata? Sono un elettronico!

Risponde admin

La portata in (kg/s) è il prodotto della velocità (m/s) per la sezione A (m^2) della tubatura che si decide di usare, per la densità dell\'acqua (1000 kg/(m^3)). Dunque Q=1000*v*A (kg/s). La velocità dipende dal salto geodetico in metri: H=quota_pelo_libero_invaso - quota_centralina; si ricava con v=radQ(2*g*H) dove g è l'accelerazione di gravità g= 9,8 m/(s^2). La potenza teorica che si può ottenere è ( Q è analoga alla intensità di corrente, I, H alla tensione, U, ed un elettronico sa bene che P=U*I): Pkgm=Q*H, in chilogrammetri (kgm) Pw=9,8*Q*H in watt,PkW=Pw/1000=9,8*H*radQ(19,6*H)=43,4*A*H^(1,5). Questa potenza è teorica. Si deve ora moltiplicare per il rendimento di tutto il sistema(condotta+centralina). Si può ad esempio considerare per entrambe un rendimento dell'80%. Si otterrà una potenza P=27,7*A*H^(1,5) kW. Esempio numerico: Sia A=10 cm^2 = 0,001 m^2; H=100 m, H^(1,5)=1000.\r\nLa potenza che si può ottenere è P=27,7 kW. NB: il procedimento di calcolo intende mostrare il ragionamento energetico di base. La sezione A non è la sezione della condotta forzata ma quella dell'ugello d'uscita. Occorre in pratica considerare come Q la portata turbinata, cioè la quantità d'acqua in l/s può effettivamente essere smaltita dalla turbina. Per valutazioni più concrete sulla sezione della condotta forzata è bene far riferimento a costruttori effettivi di minicentrali idrauliche. Ad esempio http://www.irem.it/. Nella pagina http://www.irem.it/ita/Mhp/MHPgener.htm è possibile dato il salto e la potenza desiderata determinare la portata necessaria, quindi scegliere il tipo di turbina.