polito.it
Politecnico di Torino (logo)

Simulazione numerica dei transitori idraulici in impianti idroelettrici complessi = Numerical simulation of hydraulic transients in complex hydroelectric power plants

Tommaso India

Simulazione numerica dei transitori idraulici in impianti idroelettrici complessi = Numerical simulation of hydraulic transients in complex hydroelectric power plants.

Rel. Fulvio Boano, Riccardo Vesipa, Mafalda Piraino, Piergiorgio Grasso. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Ingegneria Civile, 2020

[img]
Preview
PDF (Tesi_di_laurea) - Tesi
Licenza: Creative Commons Attribution Non-commercial No Derivatives.

Download (10MB) | Preview
Abstract:

Nell'ambito della progettazione delle opere idroelettriche, riveste un ruolo importante lo studio del moto vario all'interno del sistema di condotte che trasporta la risorsa idrica. Il lavoro di tesi è stato svolto presso la Geodata Engineering SPA (società di geoingegneria che si occupa di progettazione di opere in sotterraneo) e nasce dall'esigenza dell’azienda, di sviluppare una metodologia per lo studio quantitativo dei transitori idraulici all'interno di condotte a servizio di impianti idroelettrici, al fine di ottimizzare i processi funzionali legati alla progettazione dei tunnel di adduzione. Lo scopo principale delle tesi è stato quello di sviluppare un codice di calcolo che permettesse di analizzare facilmente i possibili scenari che possono presentarsi durante la condizione di esercizio di un impianto idroelettrico (p.es., chiusura di valvole o turbine, accensione o spegnimento di pompe, ecc…). A tal fine, sono stati implementati degli algoritmi che permettono la risoluzione delle equazioni differenziali alle derivate parziali e le relative condizioni al contorno che modellano il moto vario adottando il Metodo delle Caratteristiche. Attraverso l’utilizzo di questo metodo numerico, si è passati da un sistema di equazioni differenziali alle derivate parziali a un sistema di equazioni differenziali ordinarie nella variabile indipendente t, risolvibile con uno schema alle differenze finite. Sono stati costruiti, mediante il software Matlab dei modelli numerici atti a simulare la risposta dinamica di vari elementi presenti all'interno di un sistema idroelettrico quali: valvole, triforcazioni, pozzo piezometrico semplice, pozzo piezometrico con orifizio, pompe, serbatoi. Si è proceduto, dunque, alla validazione del codice di calcolo confrontando i risultati forniti dal modello con quelli forniti dalle formule analitiche. Valutata l’affidabilità del codice di calcolo, è stato condotto lo studio dei fenomeni transitori idraulici all'interno di un grande impianto idroelettrico in progetto. L’impianto è stato ipotizzato funzionante sia in modalità di produzione, che in modalità di accumulo mediante pompaggio. Per la prima modalità di funzionamento sono state simulate delle manovre di apertura e di chiusura di valvole poste a valle delle condotte forzate. Per la modalità di pompaggio sono state considerate due configurazioni di impianto: una prima che preveda il posizionamento del sistema di pompaggio nelle immediate vicinanze di un serbatoio di accumulo posto a quota più bassa; una seconda che preveda l’inserimento di una condotta tra il serbatoio di accumulo di valle e il sistema di pompaggio. In entrambe le configurazioni è stata simulata una condizione di spegnimento improvviso delle pompe (Pump Shut-Down) e una condizione di accensione delle pompe (Pump Start-Up).

Relatori: Fulvio Boano, Riccardo Vesipa, Mafalda Piraino, Piergiorgio Grasso
Anno accademico: 2020/21
Tipo di pubblicazione: Elettronica
Numero di pagine: 138
Soggetti:
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Ingegneria Civile
Classe di laurea: Nuovo ordinamento > Laurea magistrale > LM-23 - INGEGNERIA CIVILE
Aziende collaboratrici: GEODATA ENGINEERING SPA
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/16181
Modifica (riservato agli operatori) Modifica (riservato agli operatori)