Peltonka a jiné téma

[Jan]

Dobrý deň, chcem sa vás opýtať či máte skúsenosti z riešením Pelton turbíny. A či by ste vedel pomôcť pri stavbe? Zvažujem aj kúpu už hotovej.
Viem, že potrebuje okrem všetkého ostatného aj tlak na tryske. Nakoľko na samotnom potoku nemôžem realizovať žiadnu hať, nie je celkom na mojom pozemku, rozmýšľam na riešení vybudovania vodného kanálu povedzme kanalizačnými rúrami o svetlosti 150mm a privedenie vody mimo koryto priamo na môj pozemok a samozrejme aj spätný väčší odtokový kanál. Rozmery rúr uvádzam ako príklad naozaj netuším ...
Otázka je nasledovná:

Ako ďaleko je asi treba po prúde uložiť rúry-kanál aby vznikol dostatočný tlak? Dá sa to vypočítať?
Pokiaľ sa nemýlim, tak tlak vznikne gravitáciou zeme. Teda priemer rúry a hmotnosť vody. Ale neviem, aký vplyv by pri tom všetkom ešte mohol hrať spád.
Pokiaľ laicky tomu rozumiem správne, tak asi sa tomu hovorí savka. Neviem teda či to nazývam správne, ale mohol by to byt názov pre prívodné potrubie k turbíne. Jeho parametre teda priemer, dĺžka a spád asi presne určujú tlak, samozrejme pri /100 - percentách objemu/ keďže kvapalina je nám známa.
Ďakujem za odpoveď.
Jan

[malavoda]

Dobrý den,
Peltonku jsem nikdy nestavěl. Pouze Banki. Je podstatně jednodušší na výrobu. Není tolik náchylná na nečistoty, má samočistící schopnost, má ložiska mimo vodu, není nutná savka, nevadí ji zaplavení a nehrozí kavitace. Základní principy jsou však pro všechny turbíny MVE stejné.
Peltonka je pro větší spády (nad 20-30m). To já nemám.
Výpočet teoretického výkonu vodního toku bez rozdílu použité turbíny je:

P[watty] = 0,0981 × Q[ltr./sec.] × H[metry].

Kde je:
P - hrubý výkon vodního zdroje vypočítaný ve wattech
Konstanta 0,0981 (gravitační váha vody)
Q - naměřený průtok v litrech za sekundu
H - naměřený spád v metrech

Skutečný výkon pak bude snížený o všemožné ztráty a také bude záležet na provedení díla.

Turbína není zcela to jediné podstatné.
Pokud, chcete zjistit, jaký bude tlak v turbíně na regulačním orgánu a zase je zcela jedno o jakou se jedná turbínu, tak ten zjistíte jednoduchým převodem gravitační váhy vody – metr vodního sloupce třeba na bary. 1metr vodního sloupce = 0,09806 baru nebo 9806.65 pascalu.
Nezaměňujte tlak vodního sloupce s hmotností vodního sloupce – hmotnost turbínou netočí.
Pokud tedy naměříte spád 4m bude na !zavřeném! regulačním orgánu tlak 0.39226 Bar. Čím více, bude turbína otevřená, tím více bude klesat tlak! Doporučím přečíst článek „Ztráty v potrubí" a v odpovědích komentářích kdosi doplnil mé poznatky a měření.
Vodu k turbíně přiveďte pokud možno co nejvíce otevřeným náhonem (nejmenší ztráty). Potrubí volte co největší možné s ohledem na průtočné množství vody Hltnosti turbíny. Čím větší průměr = tím menší tlakové ztráty! Malý průměr potrubí nebude stíhat plnit turbínu a bude klesat tlak (spád).
Potřebnou hltnost turbíny si musíte zvolit s ohledem na tzv. Qmd (M-denní) průtoky tokem a s ohledem na zachování sanačního průtoku původním korytem.
Savka je odpadní roura z turbíny, která zvyšuje účinnost a omezuje ztráty na spádu při vyšší instalaci turbíny, aby necházelo k jejímu zaplavení. Při použití savky musí být celá turbína hermeticky uzavřená včetně savky. Její spodní konec musí být zanořený ve vodě. Nikdy tam nesmí nekontrolovatelně vniknout vzduch. Správné množství vzduchu, pomocí regulačního prvku zajišťuje správnou účinnost savky.
Přeji hezký den.
Admin

[Jan]

Zdravím ťa Peter, môžeme si tikať?
prečítal som si všetko pozorne až 3X :), savku a ostatné veci som porozumel, stále sa v problematike ešte len trošku orientujem tak prepáč. Ak sa mýlim, prosím oprav ma.
Pri tvojej turbíne potrebuješ vodu, veľa vody a všetko ostatné ...
avšak pri Peltonke, ktorú ako jedinú môžem ja stavať je rozhodujúci tlak vody. Preto, ak píšeš o spáde 20-30m tak tomu rozumiem.
Posielam ti LINK na celkom zaujímavého chlapíka, žije síce za mlákou ale vyrába zo starých práčok z hora plnených a teda z ich motorov malé Peltonky. Pri ideálnych podmienkach max. do 1kw. Je vynaliezavý, šikovný a myslím aj dosť komerčný. Vie a chce sa podeliť / nie však zadarmo / so svojím nápadom. Keď si pozrieš viaceré videá vyzerá to na garážovú firmu o dvoch ľudoch. Dali si vystreknúť nie jaké formy z plastov a skladajú to tam čo majú. Neviem koľko starých práčok majú, ale je to super druhá fáza pre odslúžilu práčku. Nové snáď nerozoberajú

https://www.youtube.com/user/PowerSpout

No ak môžme, tak sa vráťme k tomu čo stále neviem pochopiť a to je, ako vypočítať stratu tlaku po otvorení turbíny v tej rúre. Kanál / rúra / u mňa nemôže byť otvorená. Teda máme uzatvorený kanál o jasne definovanom priemere povedzme 10cm plný je vody a ma dĺžku 1 m. .Píšeš,

že tlak vody je určený "jednoduchým prevodem gravitační váhy vody – metr vodního sloupce třeba na bary. 1metr vodního sloupce = 0,09806 baru nebo 9806.65 pascalu"

tomu rozumiem. Avšak čomu vôbec nerozumiem je to čo či má na tlak vplyv priemer?. 1m vodné stĺpca bude mať rovnaký tlak v akom koľ vek priemere?
Asi áno, tak priemer zohráva úlohu len čo do hltnosti turbíny a potom zohráva rolu ak som ťa správne pochopí aj potom čo sa otvorí !!! regulačný orgán.
V prípade zlého návrhu priemeru by sa mohlo stat, že nastane pokles tlaku ako píšeš. No lenže práve toto potrebujem dopredu vypočítať. Ak by som to celé postavil a dal pred turbínu do potrubia tlakomer tak ten tlak zistím, ale to bude už neskoro. Ja na konci mám trysku o jasne danom priemere otvoru, ktorý dokáže za určitý čas T prepustiť určitý objem V pri požadovanom tlaku P. To sú požiadavky predávanej Peltonky.

Rozdieli tlakov pri úplnom zatvorení regulačného orgánu alebo plnom otvorení regulačného orgánu v mojom prípade budú malé. Iné ako u teba pri Banki.
Budú tam tiež rozdiely ale neviem ich vypočítať. Navyše turbína čo som ti poslal ma trysky dve. A nehovoriac, že trysku môžeš aj meniť teda priemerom myslím hore aj dole.

Tak príklad:
Ak otvor trysky má 3mm tak tlak pri uzatvorenom regulačnom orgáne je 0,09806 baru pri 1 metri.
Požiadavka je / príkladno 5,0bar na tryske pri 1Kw/ , tak spád je potrebný 50,98m POZOR avšak stále sme zatvorený!!! a sme na jednej tryske.
Pri otvorení regulačného orgánu bude logické, že tlak sa zmenší....
Rozumiem tomu dobre?
Ďakujem za odpoveď. Čo ty na to?
Ján

P.S. môj potôčik je dosť dlhý, viem isť v jeho korite aj 100 aj 350 metrov do prevýšenia / spádu /. Prevýšenie nerovná sa spád. Viem. Náklad na stavbu je len rúra.

[malavoda]

Ahoj Jano, klidně si můžeme tykat.
Své odpovědi se pokusím vepsat pod citace tvých otázek.

Pri tvojej turbíne potrebuješ vodu, veľa vody a všetko ostatné ...
avšak pri Peltonke, ktorú ako jedinú môžem ja stavať je rozhodujúci tlak vody. Preto, ak píšeš o spáde 20-30m tak tomu rozumiem.

--Já potřebuji hodně vody, protože mám poměrně malý spád (4m) U peltonky je potřeba méně vody a více spádu pokud se budeme bavit o stejném výkonu na hřídeli turbíny.
Např.: u Banki 4m spád a 50lit/sec průtoku = cca 1,5kW výkonu na hřídeli.
Pelton 30m spád a 6,5lit/sec = cca 1,5kW na hřídeli
Vždy je však výkon vodního toku dle výpočtu P = H * Q * 0,98. Otázka tedy zní: která turbína je pro jakou lokalitu vhodná. Já nikdy nemohu dosáhnout spánu 30m, ale potřebuji více vody.

No ak môžme, tak sa vráťme k tomu čo stále neviem pochopiť a to je, ako vypočítať stratu tlaku po otvorení turbíny v tej rúre. Kanál / rúra / u mňa nemôže byť otvorená. Teda máme uzatvorený kanál o jasne definovanom priemere povedzme 10cm plný je vody a ma dĺžku 1 m. .Píšeš, že tlak vody je určený "jednoduchým prevodem gravitační váhy vody – metr vodního sloupce třeba na bary. 1metr vodního sloupce = 0,09806 baru nebo 9806.65 pascalu"
tomu rozumiem. Avšak čomu vôbec nerozumiem je to čo či má na tlak vplyv priemer?

--Průměr nemá vliv na tlak ale na hmotnost – nezaměňovat – hmotnost vody žádnou energii nevyrábí. Velikost tlaku udává pouze spád, tedy rozdíl hladiny vody na česlích – na horním konci - a na hřídeli turbíny – tedy na dolním konci. Podívej se na: http://malavoda.cz/jak_zacit_spad.htm

1m vodné stĺpca bude mať rovnaký tlak v akom koľ vek priemere?

--Ano pokud nebude voda protékat. Potrubí bude zavřené. Průměr bude ovlivňovat maximální průtočné množství vody při dané rychlosti proudění v m/sec. Tedy při daném spádu (tlaku).

Asi áno, tak priemer zohráva úlohu len čo do hltnosti turbíny a potom zohráva rolu ak som ťa správne pochopí aj potom čo sa otvorí !!! regulačný orgán.
V prípade zlého návrhu priemeru by sa mohlo stat, že nastane pokles tlaku ako píšeš.

--Ano, při otevření regulačního orgánu pak průtokem (třením, vířením….) vznikají v potrubí tlakové ztráty. Takže při otevření vždy klesne tlak a tedy proteče méně vody.

Na stránce komentářů někdo napsal tuto poznámku, cituji: „Drobná poznámka k ztratám v potrubí. Hydraulická strata (odpor) narastá s s druhou mocninou rýchlosti prúdu v potrubí. Tak pri Vami prevedenou skúškou pri 22 l/s bola strata (hyd. odpory x 1,44) a pri 80 l/s (hyd. odpory x 19,53) tj. strata v potrubí bola 13,56 krát vyššia ako pri hltnosti 22 l/s. To si musí každý záujemca uvedomiť a počítať prívodné potrubie na straty pri maximálnej hltnosti s prihliadnutím na ekonomický prínos zníženia strát, zvýšenie výroby a náklady na väčšie potrubie.“ Konec citace.
No lenže práve toto potrebujem dopredu vypočítať. Ak by som to celé postavil a dal pred turbínu do potrubia tlakomer tak ten tlak zistím, ale to bude už neskoro.

--Pro změření velkých spádů lze využít zahradní hadice s při pojeným tlakoměrem. Orientačně lze takto empiricky definovat tlakovou ztrátu při otevřené hadici s plným průtokem nebo i polovičním a od tohoto několikerého měření pak odvodit potřebný průměr. V hadici nesmí být vzduch!!!!
Přesně vypočítat tlakovou ztrátu je poměrně náročná záležitost. Nějaký jednoduchý vzorec neexistuje. Počítá se každý ohyb, pokles, tření, teplota atd…. Postupy lze nalézt na internetu viz níže.

Ja na konci mám trysku o jasne danom priemere otvoru, ktorý dokáže za určitý čas T prepustiť určitý objem V pri požadovanom tlaku P. To sú požiadavky predávanej Peltonky.
Rozdieli tlakov pri úplnom zatvorení regulačného orgánu alebo plnom otvorení regulačného orgánu v mojom prípade budú malé. Iné ako u teba pri Banki.

--Budou stejné a bude záležet na množství protékající vody a použitém průměru.
Tedy, tlaková ztráta (rozdíl tlaku) bude u tebe menší, protože pracuješ s menším průtočným množstvím vody.

Budú tam tiež rozdiely ale neviem ich vypočítať. Navyše turbína čo som ti poslal ma trysky dve. A nehovoriac, že trysku môžeš aj meniť teda priemerom myslím hore aj dole.

--Pokud máš definovaný průměr trysky, máš definovaný i maximální průtok, při daném spádu (tlaku). Z těchto hodnot lze vypočítat rychlost proudění (vzorec mám na stránkách). Z rychlosti proudění lze vypočítat tlakové ztráty viz citace výše „druhá mocnina průdu…“

Pri otvorení regulačného orgánu bude logické, že tlak sa zmenší....

--Ano tlak se zmenší o tlakové ztráty dle rychlosti proudění a množství protékající vody a tření v potrubí atd…..

--Ještě se zkus podívat na tyto stránky o turbínách:
http://mve.energetika.cz/primotlaketurbiny/turgo.htm
http://mve.energetika.cz/primotlaketurbiny/pelton.htm

A pokud se hodláš poprat s výpočtem tlakových ztrát v potrubí vědecky, koukni na tento odkaz:
http://tzb.fsv.cvut.cz/?mod=podklady&id=24
--Nebo použij tyto tabulky
http://tzb.fsv.cvut.cz/vyucujici/reinbe ... dimtab.php

--Anebo tyto odkazy
http://vytapeni.tzb-info.cz/tabulky-a-v ... -v-potrubi
http://voda.tzb-info.cz/potrubni-trasy- ... -v-potrubi

Zdravím Petr.

[Jan]

Ahoj,
Čo na to hovoríš...
Vyrovnať dno potoka, položiť betónovú dosku do nej upevniť nerezovú klietku proti čiernym zberačom farebných kovov a trochu nech to je aj kryt a hotovo. Veľkosť turbíny 45cm X 45cm dĺžka 62 cm výkon 0,5kw/h dve vedľa seba a mám výkon1kw.
Hlučnosť je úžasná 6 dB. Nenarúša scenériu krajiny.
Jan

setur unit wortex.png (42.49 KiB) Zobrazeno 14744 x

obrázok.png (109.24 KiB) Zobrazeno 14744 x

[malavoda]

Ahoj, co na to říct nevím. Snad to funguje, když je to EU a US patentováno.
Výkon je však stále stejně o spádu a průtoku. V tomto případě o spádu 0,7m (rychlost proudění cca 3,5m/s pro Pjmen 0,5kW) a průtoku cca 95 lit/s.
Ale řešení by to mohlo být elegantní.

Petr