Codice di calcolo automatico per il dimensionamento di una girante di tipo Francis

Nella presente tesi si accenneranno i benefici dell’energia idroelettrica, che tra le varie fonti di energia rinnovabile è quella che assicura il maggior apporto. Si tratteranno le varie tipologie di impianti e le caratteristiche funzionali delle turbine idrauliche più diffuse nei vari impianti. Si cercherà una metodologia lineare per la progettazione di una girante Francis, turbina molto utilizzata per via dell’elevato rendimento che permette di ottenere nella conversione da energia idraulica ad energia meccanica. La base sulla quale si appoggerà il metodo di progettazione è la similitudine idraulica, uno strumento di fondamentale importanza per lo studio, la progettazione e la verifica di una turbomacchina idraulica. Seguendo la teoria per la progettazione della turbina si passerà nella parte centrale della tesi, la stesura di un codice di calcolo, tramite Matlab, per la progettazione automatica e preliminare della girante, supponendo i dati iniziali, per conoscere il numero caratteristico sulla quale si baserà la progettazione. I valori iniziali possono essere cambiati per vedere i diversi risultati che si ottengono nel cambiare i dati di input. Seguendo la teoria di Bovet si modella il canale meridiano, che sarà il dominio all’interno del quale si dovrà risolvere l’equazione del moto, per trovare le funzioni di corrente di Stokes. Ottenute le quali si può passare al calcolo finale degli angoli sul bordo d’ingresso e sul bordo d’uscita seguendo la teoria monodimensionale. Quest’ultimi saranno poi corretti per tenere conto della natura bidimensionale del problema, ottenendo dei risultati quasi bidimensionali. Infine, si modella la pala e tutta la girante, in modo da ottenere il modellino tridimensionale della girante, come risultato finale del codice di calcolo scritto.