H35D - Unità di Studio sulla Turbina Francis - Versione da Tavolo

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1 IDRAULICA H35D - Unità di Studio sulla Turbina Francis - Versione da Tavolo H35D (Code ) 1. Generalità L unità didattica turbina a reazione Mini-Francis consente lo studio dei parametri caratteristici tipici delle turbine a reazione. L impianto è facilmente manovrabile e necessita di una minima manutenzione periodica. Le misure, che possono essere effettuate variando le condizioni di esercizio, possono essere agevolmente confrontate con i dati risultanti dalla teoria. Un sistema di acquisizione e analisi dati per Personal Computer, permette di acquisire in tempo reale i dati caratteristici dell unità turbina Francis H35D consentendo l esecuzione automatica delle misure, la produzione su video o in stampa delle curve caratteristiche, l archiviazione su disco o la stampa dei dati sperimentali. Il gruppo viene fornito con una completa manualistica, dove sono riportati la descrizione dell unità, la messa in funzione, le modalità operative ed alcune esperienze didattiche corredate da risultati sperimentali. 2. Composizione L unità è disponibile in due versioni: H35D - Soluzione standard - Cod Composta da: - Unità base - Quadro comandi H35D/C - Soluzione completa di Sistema Automatico di Acquisizione - Cod Composta da: - Unità base - Quadro comandi completo di unità di condiziona-mento segnali e conversione A/D - Software di acquisizione ed analisi dati per Windows DIDACTA Italia S.r.l. - Strada del Cascinotto, 139/ Torino - Italy Tel Fax info@didacta.it

2 3. Descrizione La fig. 1 riporta il sinottico generale del gruppo. Sono facilmente riconoscibili i principali componenti. Il funzionamento dell unità didattica è molto semplice. La pompa preleva una portata d acqua, misurata per mezzo del flussimetro, e la invia alla turbina; il manometro montato sul circuito di mandata consente la lettura della pressione del flusso. La portata che investe la turbina viene deviata per mezzo delle palette orientabili. Un potenziometro permette di variare il carico al freno consentendo così la misura della potenza generata dal servomotore e il calcolo della coppia all asse. E inoltre possibile risalire al rendimento del sistema calcolando la potenza idraulica fornita alla turbina e rapportandola alla potenza generata. H35D - Soluzione Standard - Cod Unità base composta da: Elettropompa centrifuga: - velocità di rotazione: 2900 rpm; - potenza: 0,75 kw; - portata: l/min; - prevalenza: m H 2 O. Vasca in acciaio inox, con coperchio, capacità: 60 l circa. Flussimetro in plexiglas a lettura diretta l/h max. Manometro 0 1 bar. Distributore con palette orientabili. Turbina Francis in materiale inossidabile. Scudo posteriore in plexiglas trasparente. Servomotore corrente continua a magneti permanenti (freno elettrico): - corrente nominale 5,4 A; - tensione nominale 48 V; - potenza max 210 W a 3000 rpm. Trasduttore contagiri. Quadro comandi composto da: Interruttore pompa. Amperometro. Voltmetro. Contagiri digitale. Potenziometro regolazione carico. Carico resistivo. H35D/C (Code ) Page 2

3 H35D/C - Soluzione completa di Sistema Automatico di Acquisizione Dati - Cod Unità base composta da: Elettropompa centrifuga: - velocità di rotazione: 2900 rpm; - potenza: 0,75 kw; - portata: l/min; - prevalenza: m H 2 O. Vasca in acciaio inox, con coperchio, capacità: 60 l circa. Flussimetro a turbinetta, l/h max. Manometro 0 1 bar di tipo piezometrico, con uscita analogica Distributore con palette orientabili. Turbina Francis in materiale inossidabile. Scudo posteriore in plexiglas trasparente. Servomotore corrente continua a magneti permanenti (freno elettrico): - corrente nominale 5,4 A; - tensione nominale 48 V; - potenza max 210 W a 3000 rpm. Trasduttore contagiri. Quadro comandi completo di unità di condizionamento segnali e conversione A/D composto da : Interruttore pompa. Amperometro digitale con uscita analogica per la misura della corrente di eccitazione del freno. Voltmetro digitale con uscita analogica per la misura della tensione di eccitazione del freno. Contagiri digitale con uscita analogica per la misura della velocità di rotazione della turbina. Display digitale con uscita analogica per la misura della portata. Potenziometro regolazione carico. Carico resistivo. Unità di condizionamento segnali e conversione A/D. La conversione A/D avviene con una risoluzione di 12 bit. L unità è collegabile via porta USB ad un Personal Computer. Software di acquisizione ed analisi dati Il software di acquisizione ed analisi dati opera in ambiente MS-Windows e consente l acquisizione automatica dei segnali forniti dai trasduttori installati sull impianto. E così possibile il monitoraggio dell impianto attraverso il display sullo schermo, in tempo reale, dei dati acquisiti e la gestione di allarmi quando alcuni dei parametri raggiungono valori fuori dal range ammesso. Il software consente di ottenere a video o in stampa i diagrammi dei dati acquisiti in funzione del tempo. I dati acquisiti possono essere salvati su disco in formato ASCII. E inoltre possibile l esecuzione di simulazioni introducendo i dati da tastiera. 4. Esperienze Tracciamento della caratteristica di potenza idraulica in funzione della velocità di rotazione e dell apertura del distributore. Tracciamento della caratteristica di potenza generata in funzione della velocità di rotazione e dell apertura del distributore. Tracciamento della caratteristica di coppia all asse in funzione della velocità di rotazione e dell apertura del distributore. Tracciamento della caratteristica di rendimento in funzione della velocità di rotazione e dell apertura del distributore. Visualizzazione dell impatto del flusso d acqua per mezzo dello stroboscopio. 5. Configurazione minima richiesta PC PC minimo Pentium con Hard Disk (>10Gb) e CD drive, scheda grafica SVGA minimo, mouse, RAM 32 Mb, porta USB; Windows XP o successivi; Stampante grafica. 6. Servizi richiesti Alimentazione elettrica: 220 V CA monofase, 50/60 Hz, 1,3 kw. Alimentazione idrica: riempimento vasca. 7. Pesi e Dimensioni Dimensioni: 1200x630x920 h mm (Unità base) 540x350x340 h mm (Quadro comandi) Peso netto: 85 kg (Unità base) 12 kg (Quadro comandi)

4 PUMP POMPA 0 STOP START DIDACTA ITALIA - Str. Del Cascinotto, 139/ TORINO - Tel FAX info@didacta.it PUMP POMPA 0 STOP START RPM V A DIDACTA ITALIA - Str. Del Cascinotto, 139/ TORINO - Tel FAX info@didacta.it l/h REGOLAZIONE CARICO LOAD REG l/h REGOLAZIONE CARICO LOAD REG C H35D/C H35D/C D A B H35D V L A 2 3 Fig. 1 - Legenda sinottico 1. Turbina Francis 2. Vasca di alimentazione 3. Pompa centrifuga 4. Flussometro (solo versione H35D) 5. Valvola regolazione mandata 6. Freno 7. Manometro (solo versione H35D) 8. Trasduttore contagiri 9. Leva di comando distributore 10. Flussimetro con trasmettitore di portata (solo versione H35D/C) 11. Manometro con uscita analogica (solo versione H35D/C) A. Unità base B. Quadro comandi (solo versione H35D) C. Quadro comandi (solo versione H35D/C) D. Trasduttori elettronici (solo versione H35D/C) Cod. R00370/I 0910 Ed. 01 Rev. 04 In qualsiasi momento e senza preavviso, la Didacta Italia potrà apportare ai propri prodotti, ferme restando le caratteristiche essenziali descritte, le modifiche che riterrà opportune secondo le esigenze di carattere costruttivo o didattico. Page 4

5 IDRAULICA H43D/C - Unità di Studio Computerizzata sulla Turbina Kaplan da Banco - Cod Generalità L unità di studio computerizzata da banco sulla Turbina Kaplan consente lo studio dei parametri caratteristici tipici delle turbine assiali. L unità necessita di una minima manutenzione periodica. Le misure, che possono essere effettuate variando le condizioni di esercizio, possono essere agevolmente confrontate con i dati risultanti dalla teoria. Un sistema di acquisizione e analisi dati per Personal Computer permette di acquisire in tempo reale i dati caratteristici dell unità H43D consentendo l esecuzione automatica delle misure, la produzione su video o in stampa delle curve caratteristiche, l archiviazione su disco o la stampa dei dati sperimentali. Il gruppo viene fornito con una completa manualistica, dove sono riportati la descrizione dell unità H43D/C, la messa in funzione, le modalità operative ed alcune esperienze didattiche corredate da risultati sperimentali. 2. Composizione I principali componenti del gruppo sono facilmente riconoscibili nel sinottico generale. Il funzionamento dell unità didattica è molto semplice. La pompa preleva una portata d acqua, misurata per mezzo del flussimetro, e la invia alla turbina; il manometro montato sul circuito di mandata consente la lettura della pressione del flusso. La portata che investe la turbina viene deviata per mezzo delle palette orientabili. Sono fornite tre giranti intercambiabili a quattro pale con differenti inclinazioni. Un potenziometro permette di variare il carico al freno consentendo così la misura della potenza generata dal servomotore e il calcolo della coppia all asse. E inoltre possibile risalire al rendimento del sistema calcolando la potenza idraulica fornita alla turbina e rapportandola alla potenza generata. Unità base composta da: Elettropompa centrifuga: - velocità di rotazione: 2900 rpm; - potenza: 0,75 kw; - portata: l/min; - prevalenza: m H 2 O. Vasca in acciaio inox, con coperchio, capacità: 60 l circa. DIDACTA Italia S.r.l. - Strada del Cascinotto, 139/ Torino - Italy Tel Fax info@didacta.it

6 Flussimetro a turbinetta Manometro di tipo piezometrico, con uscita analogica per la misura pressione acqua ingresso in turbina Distributore con palette orientabili. N 3 giranti intercambiabili a quattro pale con differenti inclinazioni. Turbina Kaplan in materiale inossidabile. Scudo posteriore in plexiglas trasparente. Servomotore corrente continua a magneti permanenti (freno elettrico): - corrente nominale 5,4 A; - tensione nominale 48 V; - potenza max 210 W a 1500 rpm. Trasduttore contagiri. Quadro comandi completo di unità di condizionamento segnali e conversione A/D composto da : Interruttore pompa. Amperometro digitale con uscita analogica per la misura della corrente di eccitazione del freno. Voltmetro digitale con uscita analogica per la misura della tensione di eccitazione del freno. Contagiri digitale con uscita analogica per la misura della velocità di rotazione della turbina. Display digitale con uscita analogica per la misura della portata. Potenziometro regolazione carico. Carico resistivo. Unità di condizionamento segnali e conversione A/D. La conversione A/D avviene con una risoluzione di 12 bit. L unità è collegabile via porta USB ad un Personal Computer IBM o compatibile. Software di acquisizione ed analisi dati Il software di acquisizione ed analisi dati opera in ambiente MS-Windows e consente l acquisizione automatica dei segnali forniti dai trasduttori installati sull impianto. E così possibile il monitoraggio dell impianto attraverso il display sullo schermo, in tempo reale, dei dati acquisiti e la gestione di allarmi quando alcuni dei parametri raggiungono valori fuori dal range ammesso. Il software consente di ottenere a video o in stampa i diagrammi dei dati acquisiti in funzione del tempo. I dati acquisiti possono essere salvati su disco in formato ASCII. E inoltre possibile l esecuzione di simulazioni introducendo i dati da tastiera. Opzionale Stroboscopio (cod ): campo di misura: lampi/min; lampi/min; errore ±1% sui valori indicati; alimentazione monofase 220/250 V, 30/60 Hz 3. Esperienze Tracciamento della caratteristica di potenza idraulica in funzione della velocità di rotazione e dell apertura del distributore. Tracciamento della caratteristica di potenza generata in funzione della velocità di rotazione e dell apertura del distributore. Tracciamento della caratteristica di coppia all asse in funzione della velocità di rotazione e dell apertura del distributore. Tracciamento della caratteristica di rendimento in funzione della velocità di rotazione e dell apertura del distributore. Visualizzazione dell impatto del flusso d acqua per mezzo dello stroboscopio. 4. Configurazione minima richiesta PC PC IBM o compatibile, minimo Pentium con Hard Disk (>10Gb) e CD drive, scheda grafica SVGA 800x600, mouse, RAM 32 MB, porta USB; Software: MS-Windows 98 o successive; Stampante grafica. 5. Servizi richiesti Alimentazione elettrica: 220 V CA monofase, 50/60 Hz, 1,3 kw. Alimentazione idrica: riempimento vasca. 6. Pesi e Dimensioni Dimensioni: 1200x630x920 h mm (Unità base) 540x350x340 h mm (Quadro comandi) Peso netto: 85 kg (Unità base) 12 kg (Quadro comandi) Page 2

7 Legenda sinottico 1. Turbina Kaplan 2. Vasca di alimentazione 3. Pompa centrifuga 4. Flussometro 5. Valvola regolazione mandata 6. Freno 7. Manometro 8. Trasduttore contagiri 9. Leva di comando distributore 10. Quadro di comando

8 Cod. R01027/I 0306 Ed. 01 Rev. 01 In qualsiasi momento e senza preavviso, la Didacta Italia potrà apportare ai propri prodotti, ferme restando le caratteristiche essenziali descritte, le modifiche che riterrà opportune secondo le esigenze di carattere costruttivo o didattico. Page 4

9 ELETTRONICA ED ELETTROTECNICA MID10D/C - Mini Centrale Idroelettrica con Turbina Pelton computerizzata - Cod Generalità La Mini Centrale Idroelettrica con turbina Pelton computerizzata è stata progettata per valutare le possibilità di impiego di un generatore idroelettrico di piccole dimensioni (500W). Tali impianti risultano, oggi, di estremo interesse in quanto consentono la produzione autonoma di quantità di energia elettrica capaci di soddisfare le necessità di singole utenze, a partire da risorse idriche che altrimenti andrebbero perse. L impianto è autosufficiente ed è composto da un serbatoio in acciaio inossidabile da cui una pompa preleva l acqua e la invia alla turbina, dando una adeguata prevalenza idraulica. Un alternatore, collegato alla turbina, converte l energia idraulica in energia elettrica; esso è regolato da un sistema di controllo elettronico che provvede a mantenere il generatore sotto un carico costante. Il gruppo è dotato di una serie di carichi che simulano le normali condizioni di esercizio dell impianto ed è completato da un accumulatore che ha la funzione di immagazzinare l eventuale surplus di energia. La strumentazione di misura permette di controllare e di variare le modalità di funzionamento dell impianto, in modo da valutare quali sono le condizioni ottimali e, dunque, valutare le variazioni di efficienza. Un sistema di acquisizione e analisi dati per Personal Computer permette di acquisire in tempo reale i dati caratteristici dell unità consentendo l esecuzione automatica delle misure, la produzione su video o in stampa delle curve caratteristiche, l archiviazione su disco o la stampa dei dati sperimentali. E disponibile inoltre come opzionale il Gruppo Inverter codice che consente di convertire la corrente continua generata in corrente alternata; esso può essere collegato a una serie di carichi monofasi, non forniti, per ampliare la gamma di esperienze realizzabili. Un manuale di esercitazioni completa la dotazione del gruppo. DIDACTA Italia S.r.l. - Strada del Cascinotto, 139/ Torino - Italy Tel Fax info@didacta.it

10 2. Composizione Telaio carrellato realizzato in acciaio verniciato. Pompa centrifuga azionata da motore elettrico trifase, 2,2kW, portata max 12 m 3 /h (200 l/min) a 2,9 bar; prevalenza max 4,25 bar con portata pari a 3 m 3 /h (50 l/min). Serbatoio in acciaio inossidabile AISI304: capacità 200 litri. Gruppo turbina generatore, 500 W potenza massima, fornito con una serie di ugelli intercambiabili di diverso diametro (da 4,1 a 6 mm) e una serie di ugelli ciechi, per consentire lo studio dell efficienza della turbina. La turbina ha sei sedi per gli ugelli. Unità di controllo elettronica. N 2 accumulatori da 12 V, 75 Ah, collegati in serie. Carichi elettrici per simulare le condizioni operative dell impianto: - N. 4 resistenze. - Unità frigorifera. - N 2 lampade a filamento. - Lampada fluorescente. - Motore c.c. Strumenti di misura: - Trasduttore di portata acqua del tipo a turbinetta con uscita analogica. - Trasduttore di pressione acqua con uscita analogica. - Voltmetro con uscita analogica per la misura della tensione generata. - Amperometro con uscita analogica per la misura della corrente assorbita dai carichi. - Amperometro con uscita analogica per la misura della corrente prodotta dall alternatore. - Frequenzimetro. Unità di alimentazione, condizionamento segnali e conversione A/D. La conversione A/D avviene con una risoluzione di 12 bit. L unità è collegabile via porta USB ad un Personal Computer IBM o compatibile. Opzionale: Gruppo inverter (Cod ). Software di acquisizione ed analisi dati Il software di acquisizione ed analisi dati opera in ambiente MS-Windows e consente l acquisizione automatica dei segnali forniti dai trasduttori installati sull impianto. E così possibile il monitoraggio dell impianto attraverso il display sullo schermo, in tempo reale, dei dati acquisiti e la gestione di allarmi quando alcuni dei parametri raggiungono valori fuori dal range ammesso. Il software consente di ottenere a video o in stampa i diagrammi dei dati acquisiti in funzione del tempo. I dati acquisiti possono essere salvati su disco in formato ASCII. E inoltre possibile l esecuzione di simulazioni introducendo i dati da tastiera. 3. Esperienze realizzabili Tracciamento delle curve di rendimento a carico costante al variare del salto piezometrico disponibile sulla turbina. Tracciamento delle curve di rendimento a salto piezometrico costante al variare del carico. Regolazione del carico costante per portare il gruppo ad operare nel punto di massimo rendimento, al variare del salto idraulico disponibile. Studio dell influenza degli ugelli montati sul rendimento della turbina 4. Servizi richiesti Alimentazione elettrica: 380V, trifase più neutro, 50/60 Hz; 1kW. Alimentazione idrica: da rete per riempimento serbatoio. 5. Configurazione minima richiesta PC PC IBM o compatibile, minimo Pentium con Hard Disk (>10Gb) e CD drive, scheda grafica SVGA 800x600, mouse, RAM 32 MB, porta USB. Software: MS-Windows XP o successive. Stampante grafica. 6. Peso e dimensioni Peso:250 kg Dimensioni: 1450x900x1750 h mm Cod. R01069/I 0208 Ed. 01 Rev. 01 In qualsiasi momento e senza preavviso, la Didacta Italia potrà apportare ai propri prodotti, ferme restando le caratteristiche essenziali descritte, le modifiche che riterrà opportune secondo le esigenze di carattere costruttivo o didattico. Page 2