TURBINE IDRAULICHE

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TURBINE IDRAULICHE

Pelton, Francis, Kaplan

Luca Incerti Parenti Classe 3A IC Villa Minozzo

13/04/2021

Indice

01. TURBINE

04. FRANCIS

02. CURIOSITÀ

05. KAPLAN

03. PELTON

06. ENERGIA

01. TURBINE

COSA SONO?

La turbina idraulica è un dispositivo meccanico, in acciaio, atto a trasformare l'energia cinetica e/o di pressione di un liquido in energia cinetica disponibile ad un albero atto ad azionare un ulteriore dispositivo quale, ad esempio, un generatore elettrico. Il loro rendimento è elevato, spesso sopra il 90% per questo sono molto apprezzate, anche se la loro installazione richiede diverse infrastrutture.

02. CURIOSITà

Fin dalle origini, quella idroelettrica è stata ed è ancora, fra le più importanti e primissime fonti di energia rinnovabile al mondo. In Italia, copre il 10-15% del fabbisogno energetico nazionale. L’acqua che scorre nei fiumi e canali è da sempre utilizzata dall’uomo nelle sue attività. La potenza generata da un impianto idroelettrico dipende fondamentalmente dal salto (energia potenziale), ovvero dal dislivello tra la quota libera dove si trova disponibile la massa d’acqua ed il livello a cui questa viene restituita dopo il passaggio nella turbina idraulica. L’energia potenziale e cinetica dell’acqua si trasforma in energia meccanica disponibile all’albero della turbina e quindi, mediante il generatore, in energia elettrica. Il tutto, nel rispetto dell’ambiente e senza alcuna dispersione di risorse idriche.

03. PELTON

COS'È?

La turbina Pelton fu inventata nel 1879 e, successivamente, brevettata nel 1880 da Lester Allan Pelton: Carpentiere e inventore Americano, considerato tutt’oggi uno dei padri fondatori dell’energia idro-elettrica. La turbina Pelton è “particolare” in quanto, a differenza della Kaplan e Francis, ha la parte captatrice del fluido (zona di incisione fluido-macchina, in cui si ha il trasferimento dell’energia) non più a forma di pala, bensì a “doppio-cucchiaio“. Inoltre, la turbina Pelton lavora trasformando l‘energia potenziale del fluido (dal bacino a monte della turbina) in energia cinetica senza variazioni di pressione. Utilizza ugelli opportunamente progettati e disposti attorno alla turbina stessa. Per queste ragioni è definita la turbina “ad azione” con rendimento più elevato.

04. francis

La turbina idraulica maggiormente utilizzata in ambito ingegneristico è la Turbina Francis. Nel 1848 James B. Francis, ingegnere inglese trasferito in America, teorizza e sviluppa il primo modello di turbina idraulica a reazione, la quale prenderà successivamente il suo nome. A differenza della Kaplan, la turbina Francis lavora con un valore di salto motore (e salto geodetico utile Hg) medio, cioè Hg< 400/500 m. La classificazione delle turbine idrauliche può seguire il criterio geometrico (in base alla caratteristica di azionamento/funzionamento) oppure il criterio funzionale (in base al salto motore/utile o, preferibilmente, al numero di giri caratteristico della turbina in questione

05. kaplan

Una soluzione intelligente finalizzata al miglior sfruttamento dei grandi volumi d’acqua per bassi salti (intorno 2-30 m) è la turbina Kaplan. Le pale della girante sono sempre regolabili, a differenza del distributore, in cui possono essere fisse o regolabili. Parleremo di Kaplan (detta anche “a doppia regolazione“) quando sia le pale della turbina, sia quelle del distributore hanno un assetto variabile e regolabile. In caso contrario, parleremo di semi-Kaplan. La turbina Kaplan fu inventata nel 1913 dal professore austriaco Viktor Kaplan, da cui prende il nome. La turbina intelligente: così definita, in quanto gode di un’ottima efficienza anche in situazioni di grosse variazioni di portata del fluido. Il buon rendimento ai carichi parziali dipende essenzialmente da una precisa e rapida regolazione della geometria delle pale, nella turbo-macchina. La turbina Kaplan è una turbina a flusso assiale, questo equivale a dire che il fluido entra e fuoriesce (dalla turbina) in direzione assiale, rispetto all’asse di rotazione della girante. A differenza della turbina Francis, non subisce una rotazione durante la fase di transito nella girante.

06. energia idroelettrica

Spiegazione semplice

L’energia idroelettrica è considerata una fonte di energia alternativa e rinnovabile, che sfrutta la trasformazione dell'energia potenziale gravitazionale, posseduta da una certa massa d'acqua ad una certa quota altimetrica, in energia cinetica, al superamento di un certo dislivello; tale energia cinetica viene infine trasformata in energia elettrica in una centrale idroelettrica grazie ad un alternatore accoppiato ad una turbina

Grazie per l'attenzione

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Luca