simulazione1prova CON SOLUZIONE

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061473 - Macchine (a.a. 2013/14) Nome: Matricola: Data: SIMULAZIONE Esercizio 1 (8 punti su 32) Una turbina Francis, caratterizzata da un distributore ed un ingresso rotore centripeti ed uno scarico assiale, deve essere progettata ed installata in un impianto idroelettrico per la produzione di potenza elettrica con le seguenti caratteristiche: - dislivello geodetico z2 −z1 = 450 m - portata disponibile: Q = 25 m3/s - condotta forzata di alimentazione macchina con lunghezza pari a 1.2 volte il salto geodetico e diametro D = 2 m; - Coefficiente di perdita di carico distribuite λ = 0.01 ed 1 quota cinetica persa sui sistemi di regolazione. - Diffusore allo scarico della macchina di lunghezza LD = 5 m, rapporto di aree uscita/ingresso pari a 4 e diametro scarico DS = 3 m; - Coefficiente di perdita di carico distribuite sul diffusore λD = 0.02 (perdite da calcolare sulla quota cinetica allo scarico). Per comodit` a, si consideri la sezione 0 = bacino di monte, 1 = scarico distributore=ingresso rotore, 2 = uscita rotore = ingresso diffusore, 3 = uscita diffusore, 4 = pelo libero bacino di valle. 1. Si calcoli il salto motore, dopo averne data la definizione, la potenza disponibile all’albero ed il diametro macchina (ingresso rotore) avendo stimato sul diagramma di Balje un rendimento ` e pari a 0.93 ed un diametro specifico pari a 2.6. 2. Si calcolino i triangoli di velocit` a in ingresso ed uscita rotore (al diametro medio) assumendo il numero di giri pari a 1000 giri/min, un rapporto tra altezza di pala ed il diametro macchina h1/D1 = 0.08, una velocit` a allo scarico rotore completamente assiale. Si calcolino anche il grado di reazione (dopo averne dato la definizione) ed il coefficiente di velocit` a periferica. 3. Si calcoli la posizione della flangia di scarico del rotore rispetto…