L’impianto ha come obiettivo la caratterizzazione delle turbomacchine idrauliche operatrici (pompe) e motrici (turbine idrauliche e/o PAT – Pumps As Turbines).
Il circuito idraulico è predisposto in maniera tale da eseguire le prove in Assetto Test Turbine oppure in Assetto Test Pompe semplicemente agendo su apposite valvole di intercettazione.
Le turbomacchine da caratterizzare sono collegate ad un motore elettrico in corrente continua alimentato da un convertitore bidirezionale con funzionamento sui 4 quadranti. La potenza idraulica è ricavabile mediante la misura della coppia all’albero con un torsiometro di precisione e la misura di velocità angolare. Durante i test su macchine operatrici, la macchina elettrica fungerà da motore mentre, durante i test su macchine motrici, fungerà da generatore.
Le pompe centrifughe che potranno essere caratterizzate hanno una portata variabile tra 0 e 650 m3/h con una prevalenza massima di 280 mH20. Per quanto concerne la caratterizzazione delle turbomacchine motrici, le portate potranno variare tra 0 e 350 m3/h e la caduta disponibile massima è pari a 270 mH20.
Per generare il carico disponibile si utilizza una pompa booster comandata da un secondo motore elettrico a corrente continua.
L’impianto è dotato di un serbatoio di pressurizzazione che consente di modificare la pressione di riferimento del sistema. L’intero circuito chiuso può quindi essere pressurizzato (pressione max nel serbatoio pari a 10 bar). Per facilitare il raggiungimento delle condizioni di cavitazione, per i test di NPSH delle pompe, il serbatoio può essere depressurizzato fino ad una pressione assoluta di 0,2 bar(a).
Dovendo caratterizzare delle turbomacchine, è necessario che la temperatura dell’acqua rimanga costante (25 ± 0,1 °C) pertanto è previsto un sistema di regolazione della temperatura a circuito chiuso.
L’impianto è dotato di sistemi di acquisizione dati e di un sistema di supervisione e controllo delle prove sia in locale che in remoto. Quest’ultimo è installato all’intero di una cabina di comando, sita in prossimità del banco prova.
A tale circuito se ne affianca un secondo, in canale aperto (con sezione 1mx0.9m) nel quale è possibile effettuare studi su turbine idrauliche per lo sfruttamento delle correnti.
Attività di Ricerca
Grazie al banco prova, potranno essere condotte attività di ricerca su tematiche legate alle turbomacchine idrauliche. Inoltre è possibile allestire una sezione di test per la caratterizzazione delle valvole. Attraverso prove di caratterizzazione, test di cavitazione e prove di NPSH, si potrà indagare il comportamento delle macchine idrauliche sia operatrici (pompe) che motrici (Turbine e/o PAT) con l’obiettivo di sviluppare nuovi criteri di progettazione di tali macchine.
Attività Didattiche
Grazie al banco prova, potranno essere condotte attività didattiche sperimentali utili a supportare le nozioni teoriche che gli studenti affrontano nell’ambito dei corsi di macchine a fluido e sistemi energetici. In particolare, è possibile eseguire le seguenti prove:
- Caratterizzazione di pompe idrauliche (curve prevalenza H, portata Q al variare del numero di giri n);
- Caratterizzazione di turbine idrauliche (curve prevalenza H, portata Q al variare del numero di giri n);
- Curve NPSHr.
Servizi al Territorio
Per quanto concerne i servizi al territorio, le attività conto terzi che si potranno svolgere sono:
- Caratterizzazione di pompe;
- Caratterizzazione di turbine idrauliche;
- Caratterizzazione di valvole.
Strumentazioni/Attrezzature
- Pompa Booster con prevalenza massima fornita = 280 mH20 e portata massima erogata = 550 m3/h;
- TURBOMACCHINA DA CARATTERIZZARE:
- Funzionamento pompa:
- Prevalenza massima fornita = 280 mH20;
- Portata massima erogata = 650 m3/h.
- Funzionamento turbina:
- Caduta disponibile = 270 mH20;
- Portata massima elaborata = 350 m3/h.
- Funzionamento pompa:
- 2 MOTORI ELETTRICI IN C.C. di potenza massima 460 kWe. Tali motori sono collegati rispettivamente alla pompa booster e alla turbomacchina da testare.
- CIRCUITO DI CONTROLLO DELLA TEMPERATURA DELL’ACQUA in grado di smaltire, in fase di raffreddamento, una potenza massima di 380 KWt
- SERBATOIO PRESSURIZZATO per la definizione del livello di pressione assoluta all’interno del circuito chiuso nel range 0,1 ÷ 11 bar(a);
- SISTEMA DI CONTROLLO E ACQUISIZIONE DATI;
- PERSONAL COMPUTER per l’acquisizione e la gestione dei dati dinamici.