Studio di turbine Kaplan per il recupero energetico di piccoli salti d'acqua

In the thesis i studied a concrete case of hydroelectric generation for small waterfalls in the irrigated areas of the Po Valley, I worked on the necessary steps for the design of the turbine, from the choice to the realization of the technical design itself. The thesis focuses specifically on the design of the distributor, the impeller and the diffuser of a Kaplan turbine bi-adjusting, the lack or excess of correlations with different solutions lead me to make design choices that are verified via results obtained by a fluid dynamic 3D simulation process of the distributor and the impeller. The main part of the work is the study of the aerodynamic shape of the turbine. For all the parts of the Kaplan turbine are calculated fluid losses, hydraulic performance and the power provided to the shaft.

Nella tesi si studia un caso concreto di generazione idroelettrica per i piccoli salti d’acqua presenti nelle zone irrigue della pianura padana, si percorrono i passi necessari alla progettazione della turbina, dalla scelta, alla realizzazione dei disegni progettuali della stessa. La tesi verte nello specifico sulla progettazione del distributore, della girante e del diffusore di una turbina Kaplan bi-regolante; la mancanza o la presenza di correlazioni tra loro contrastanti, portano a dover effettuare scelte progettuali che vengono poi verificate nelle conclusioni, tramite elaborazione fluidodinamica, tridimensionale per il distributore e la girante. Parte centrale della tesi è lo studio aerodinamico effettuato sulla pala della turbina in modo da sagomare i profili nel migliore modo possibile. Per tutte le parti della turbina Kaplan si sono calcolate le perdite fluidodinamiche, la resa idraulica e la potenza effettivamente disponibile all’albero.