Curve caratteristiche turbine Pelton

Fig. 6.1 disegno proficiente di cucchiaio Pelton

L'angolo di attacco del tagliente varia all'incirca fra 20° e 24° in modo da conferire al cucchiaio una penetrazione e una durata accettabile.

L'angolo di uscita sul bordo del cucchiaio deve essere tale che la lama inviiti tangente alla pala che segue.

Nella figura 6.1 si vedono tipici angoli da attuare lungo il bordo d'uscita del cucchiaio. Bisogna stare attenti a non creare gobbe o avvallamenti, che produrrebbero altrimenti grosse perdite.

In corrispondenza dell'attacco al disco, l'angolo è di 3°, mentre in corrispondenza della punta del tagliente l'angolo è di circa 2°.

Viene fatto questo poiché, essendo i diametri delle varie sezioni diversi, il passo risulta variabile, passando dalla circonferenza delle punte alla circonferenza degli attacchi.

Di conseguenza il getto riuscirà a urtare la pala successiva, quindi si aumenta l'inclinazione al fine di aumentare l'angolo di uscita.

Utilizzando un angolo di 2° in corrispondenza della punta del tagliente si ottimizza l'ultima frazione dgetto.

L'ottimizzazione viene fatta provando più cucchiai e specifiche diverse, al fine di scegliere quelle che garantiscono il miglior rendimento.

L’intaglio dell’estremita' della pala e' necessario perche' altrimenti la velocita'

velocita' relativa alla pala, cioe' il getto esce sulla pala

stessa, come si puo' vedere nella figura 6.2.

Fig. 30

Fig. 6.2: intersezione velocita' relativa con l'intaglio della pala

Si vuole allora che la pala entri nel getto disturbando il meno possibile,

e per fare questo sono possibili varie soluzioni. Una di queste è quella di:

separare la pala in modo che essa segua il contorno del getto; cioe' si taglia

quella parte che interferisca inutilmente con il getto; cio' si vede nella figura 6.3.

Fig. 6.3: Forma dell’intaglio e del labbro seguente nella pala Doble

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Se u=co la pressione è annullata. Questa velocità viene detta velocità di

rigà della turbina ed è la velocità che si ottiene quando il cono

agente all'uscita della turbina è nullo.

Per u=up nemmeno la particella più interna del getto è intercettata dalle

pale di conseguenze viene dissipata tutta l'energia cinetica e non si

genera potenza.

Le velocità istantanee allora devono essere viste in relazione anche della

velocità media che non può mai essere nulla, cioè quello che tende

massimizza la potenza prodotta.

Il rendimento della turbina vale:

_F = ρ_q gh (_u/_{co u2}/_co²(1+ucosβ₂)) = 2Ψu₂(_u/_{co u2}/_co²)(1+mcosβ₂)(6.14)

γ_l ρ_agh ρ_qgh

Poiché Ψu è circa costante il rendimento è circa constante pur variando la

portata, sempre rimanendo nel campo in cui il coefficente di efflusso è

possibile costante.

Si può vedere anche la curva della coppia, che si ottiene dall'equazione:

_M = ρ_Q D(_Co-u)(1+ucosβ₂)(6.15)

_ω 2

Fig. 6.7: andamenti della coppia in funzione di u

In realtà, se si vanno a considerare le perdite per ventilazione, si

avranno dei massimi per la potenza minori rispetto a _u = 0,5

c_o

In generale vale da 0,41 a 0,5 e anche la velocità di rigà è minore;

tuttavia se si eseguono le verifiche per la velocità di rigà teorica si è

in condizione soddisfi tecve.

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