La Turbina Francis

La Turbina Francis

Re, Enomavbore, pintus

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INDICE

INTRODUZIONE

MANUTENZIONE E AFFIDABILITÀ

PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO

TIPOLOGIE DI TURBINE FRANCIS

STORIA DELLE TURBINE IDRAULICHE

CONCLUSIONI

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VANTAGGI E SVANTAGGI

COS'È UNA TURBINA FRANCIS

PROGETTAZIONE DELLA TURBINA FRANCIS

APPLICAZIONI IDUSTRIALI

PRESENTAZIONE DEL TEMA

Le turbine idrauliche sono dispositivi utilizzati per la conversione dell'energia idraulica in energia meccanica e successivamente in energia elettrica.

IMPORTANZA DELLE TURBINE IDRAULICHE

• FONTE DI ENERGIA RINNOVABILE
• MOLTO AFFIDABILI
• COSTI CONTENUTI
• REGOLAZIONE RETE ELETTRICA

STORIA DELLE TURBINE IDRAULICHE

ANTICHITÀ

RINASCIMENTO

SVILUPPI RECENTI

MEDIOEVO

COS'È UNA TURBINA FRANCIS

LA TURBINA FRANCIS È UNA MACCHINA IDRAULICA CHE TRASFORMA L'ENERGIA DELL'ACQUA IN ENERGIA MECCANICA ROTATORIA

CARATTERISTICHE PRINCIPALI

DISTRIBUTORE

È SITUATO A MONTE DELLA GIRANTE, REGOLA LA QUANTITÀ DELL'ACQUA CHE COLPISCE LE PALE

GIRANTE

È CARATTERIZZATA DA PALE A DOPPIA CURVATURA, PROGETTATE PER MASSIMIZARE L'EFFICIENZA DELLA TURBINA

CONDOTTO A SPIRALE

L'ACQUA VIENE CONVOGLIATA VERSO LA GIRANTE ATTRAVERSO UN CONDOTTO A SPIRALE , CHE ASSICURA UNA DISTRIBUZIONE UNIFORME DEL FLUSSO

PROGETTAZIONE DELLA TURBINA FRANCIS

PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO

Conversione di Energia

Dinamica dei Fluidi

Efficienza e perdite

Conversione di energia

CONVERTE L'ENERGIA IDRAULICA (DOVUTA ALLA PRESSIONE E ALLA VELOCITÀ DELL'ACQUA) IN ENERGIA MECCANICA ROTAZIONALE, CHE POI VIENE TRASFORMATA IN ENERGIA ELETTRICA DA UN GENERATORE

Dinamica dei Fluidi

LE TURBINE FRANCIS SFRUTTANO IL FLUSSO DELL'ACQUA CHE ENTRA IN MODO RADIALE E VIENE GUIDATA ATTRAVERSO LE PALE, TRASFORMANDO LENERGIA CINETICA E POTENZIALE IN ENERGIA ROTAZIONALE

Efficienza e perdite

QUESTE TURBINE SONO MOLTO EFFICIENTI (FINO AL 90%) MA POSSONO AVERE PERDITE DOVUTE A TURBOLENZE, ATTRITO E CAVITAZIONE (FORMAZIONE DI BOLLE DI VAPORE CHE POSSONO DANNEGGIARE LE PALE

Tipologie di Turbine Francis

Classificazione

Differenze tra le varianti

Applicazioni specifiche

Classificazione

SI POSSONO CLASSIFICARE IN BASE ALL'ORIENTAMENTO DELL'ALBERO (VERTICALE O ORIZZONTALE) O ALLA GAMME DI PORTATA

Differenze tra le varianti

LE VARIANTI DIFFERISCONO PER DIMENSIONI, FORMA DELLE PALE E MODALITÀ DI REGOLAZIONE DEL FLUSSO

Applicazioni specifiche

VENGONO UTILIZZATE PRINCIPALMENTE IN CENTRALI IDROELETTRICHE A SALTO MEDIO, MA ANCHE IN IMPIANTI DI POMPAGGIO E ACCUMULO PER LA REGOLAZIONE DELLA RETE ELETTRICA

Vantaggi e svantaggi

Punti di forza

Limiti e problemi comuni

Confronto con altre turbine

Punti di forza

• ALTA EFFICIENZA
• VERSATILITÀ NELL'ADATTARSI A DIVERSI SALTI E PORTATE
• LUNGA DURATA AFFIDABILITÀ

Limiti e problemi comuni

• SENSIBILI ALLA CAVITAZIONE IN CONDIZIONI DI BASSA PRESSIONE
• COMPLESSE DA PROGETTARE
• COSTOSE DA MANTENERE

Confronto con altre turbine

RISPETTO ALLE PELTON (PER SALTI ALTI) E KAPLAN (PER SALTI BASSI E ALTE PORTATE), LE FRANCIS SONO PIÙ VERSATILI MA MENO SPECIALIZZATE

Applicazioni industriali

Utilizzo nelle centrali idroelettriche

Altri settori di applicazione

Esempi di impianti noti

Utilizzo nelle centrali idroelettriche

IMPIEGATE IN IMPIANTI A SALTO MEDIO (TRA I 10 E I 300) PER PRODURRE ENERGIA ELETTRICA IN MODO CONTINUO

Altri settori di applicazione

UTILIZZATO ANCHE IN SISTEMI DI POMPAGGIO PER ACCUMULO , CHE IMMAGAZZINANO ENERGIA NEI PERIODI DI BASSA RICHIESTA

Esempi di impianti noti

MANUTENZIONE E AFFIDABILITÀ

PROCEDURE DI MANUTENZIONE

• ISPEZIONI VISIVE

• PULIZIA DELLE PALE

• CONTROLLO DELL'USURA DEI CUSCINETTI

• VERIFICA DEI SISTEMI DI LUBRIFICAZIONE E RAFFREDDAMENTO

CONCLUSIONI

IMPORTANZA DELLE TURBINE FRANCIS

LE TURBINE FRANCIS GIOCANO UN RUOLO CRUCIALE NELLA PRODUZIONE DI ENERGIA RINNOVABILE, CONTRIBUENDO ALLA STABILITÀ DELLA RETE ELETTRICA A ALLA RIDUZIONE DELLE EMISSIONI DI CARBONIO

GRAZIE PER L'ASCOLTO

RINASCIMENTO

• TURBINA FRANCIS
• TURBINA A GETTO LIBERO
• TURBINA A VITE

ANTICHITÀ

NELL ' ANTICO EGITTO E GRECIA UTILIZZAVANO DELLE RUOTE IDRAULICHE PER SOLLEVARE L'ACQUA E MACINARE IL GRANO

James Bicheno Francis

Era un ingegnere inglese che nel 1848 sviluppò la turbina Francis

SVILUPPI RECENTI

• AUMENTO DELL' EFFICIENZA
• RIDUZIONE DELL' IMPATTO AMBIENTALE
• INTEGRAZIONE CON FONTI RINNOVABILI

MEDIOEVO

• MACINAZIONE DEL GRANO
• PRODUZIONE DI BIRRA
• LAVORAZIONE DEL LEGNO