A che punto siamo, quindi con la rope pump? La questione ha assunto tempi un po’ africani, ma in realtà siamo sempre più fiduciosi in una (rapida?) soluzione definitiva. Vi spieghiamo meglio il problema: come già detto nel post precedente la fune con i pistoni è molto difficile da tirare, segno evidente che qualcosa le impedisce un moto libero come in realtà dovrebbe essere e come avevamo verificato prima che la “guide box” fosse posizionata sul fondo del pozzo:

Ora se scorreva così facilmente prima, cosa è successo poi? Abbiamo qualche ipotesi in testa, ma servono a poco a 10000 km di distanza! Perciò attraverso Giorgio Colombo che ringraziamo qui pubblicamente siamo ora in contatto con SHIPO, la ong tanzaniana che installa rope pump e presso la quale mr. Suha aveva seguito un corso: chi meglio di loro può risolvere il problema? Il motivo della nostra tranquillità? Il fatto che Giorgio ci abbia riferito che utilizza normalmente una rope pump analoga a quella a Jambiani, in un pozzo di 25m: se funziona da lui… E siccome il VentolONE è ancora egregiamente in piedi, tutto lascia ben sperare. Insomma, attendiamo ancora un po’! A chi volesse approfondire come si realizza una rope pump suggeriamo alcuni dei tanti manuali di riferimento che si trovano online, qui e soprattutto qui!

la “guide box”, prima dell’immersione

la “guide box” vista da vicino: in primo piano la bottiglia che funge da cuscinetto

Suha e Wuha costruiscono la “guide box”

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So what’s going on with VentolONE and rope pump in Jambiani?

well, the problems still remain, probably due to the guide box. As you can see in the above video and photos everything seems to be good, the rope moves the rights way around the bottle used as a bearing, so the problem should be into the well. We contacted SHIPO and so did Suha yesterday, so we are quite sure we will see water soon! SHIPO is the NGO where mr. Suha attended a course about rope pump, so who better than SHIPO could solve the problem?!

For those who wants to know more about rope pump a lot of material is available on the web, expecially here and here!

Eccoci qui! a poche ore dalla partenza pubblichiamo i primi dati veri ricavati dalla turbina!
Ne andiamo particolarmente fieri perchè, in fondo, a parte i prodotti commerciali, poco si trova al riguardo in rete e nel mondo del DIY.
Questi primi dati veri fanno riferimento alla determinazione delle prestazioni della turbina stessa, e puntano a calcolare il valore di CP (coefficiente di potenza), come rapporto tra la potenza effettiva estratta dalla turbina rispetto a quella totale del vento.
Il problema che si poneva, e che si pone sovente in Meccanica e in Controllistica, risiedeva nel fatto che occorre determinare il momento torcente generato dalla turbina stessa. Tuttavia questo momento torcente è nullo, o quasi, se la turbina è “scarica”, com’è peraltro ovvio, e invece ha un valore che va misurato, quando applichiamo un carico…a meno che il carico non sia costante e predeterminato!
Ci siamo mossi in questo senso: avvolgendo una corda pre-tensionata attorno all’albero della turbina, misuriamo la forza che a una estremità della struttura il movimento della turbina genera su un dinamometro.

La corda oltre un certo valore determinato dalla pre-tensione tende infatti a scivolare, con una caratteristica decrescente nell’arco di qualche ora (la corda tende a lisciarsi): di questa decrescita si tiene conto nei calcoli. Pertanto, nota la forza e il punto di applicazione della forza del dinamometro, si ricava la coppia applicata da dinamometro stesso (è bene ricordarlo: il dinamometro applica una forza, la turbina re-agisce con una coppia sull’albero).

Inoltre, sistemato un sensore optoelettronico a forcella recuperato da una stampante in prossimità della’albero cui è stata applicata una opportuna camicia con 4 dentelli, è possibile ricavare la velocità angolare, un po’ come nei mouse ottici: incrociando questo dato con il relativo valore di vento acquisito in contemporanea, è possibile infine risalire sia alla potenza estratta che alla potenza totale del vento.

Il sistema prevede:

• un anemometro Vortex Inspeed
• un sensore a forcella
• una scheda Arduino per la ricezione e analisi dei dati

Insomma, per farla breve, otteniamo i grafici di cui sotto!

Si noti: sullo sfondo la curva di prestazione prevista con analisi fluidodinamica dall’utente sjh7132, in rosso la curva spezzata utilizzata per i calcoli in prima approssimazione, in blu una curva approssimante dei dati reali.

Alcune considerazioni:

• la turbina subisce comunque sempre un piccolo carico dovuto agli attriti nei cuscinetti, quantificato con misure in 0,3 Nm
• la misurazione è stata effettuata a monte del sistema di trasmissione, immediatamente a valle della turbina
• la turbina lavora a portanza in maniera chiara, il TSR (tip speed ratio) senza carico è pari a 1,6 circa
• si vede come il valore massimo delle prestazioni raggiunga 0,4 (40%), valore di tutto rispetto
• si vede inoltre come la conformazione delle pale diversa dalla Lenz v2 originale generi meno coppia di spunto o, che è lo stesso, una inclinazione minore della curva tra TSR=0 e TSR=0,6, causando una difficoltà maggiore nel raggiungere il picco di prestazioni sul ramo stabile della curva (a destra del massimo), dal momento che la coppia applicata è grosso modo costante
• tale coppia di spunto inferiore è da imputare alla pala, più stretta del 30% circa rispetto all’originale Lenz v2
• per contro il raggiungimento di un picco di prestazioni a valori maggiori di TSR (TSR=0,5 per la Lenz, TSR=0,8 per VentolONE 3.0) genera velocità angolari maggiori, il che risulta decisamente utile nel nostro caso, avendo inserito a valle della turbina un differenziale autoveicolistico che riduce di un fattore 4 la velocità angolare

E ora?
Ora…prepariamo le valigie, che tra poche ore si parte!
E a Zanzibar pensiamo di utilizzare un profilo alare più ampio, ricalcando il NACA 9335, in modo da generare una coppia di spunto maggiore e riuscire a sfruttare meglio anche le giornate poco ventose.

Nothing more to comment than the upper images and photos!
We obtained some real data using some Arduino, one Inspeed Vortex, an opto sensor from an old printer and a simple dinamometer.
Results are good, since this is not a laboratory but only DIY!

In questo giugno climatologicamente strano per la provincia di Cuneo abbiamo modo di testare a fondo il VentolONE 3.0, con un bel temporale pieno d’acqua e vento! L’anemometro non è ancora attivo, per cui facendo ricorso un po’ all’esperienza ci pare di poter dire che le raffiche che si sono presentate dovrebbero essere state dell’ordine di 10-12 m/s (si tenga conto che la turbina è posizionata vicino a due tetti). Dal video inoltre emerge una velocità massima di rotazione pari, all’incirca, a 120 giri/min. Se così fosse saremmo a cavallo, perchè la turbina lavorerebbe effettivamente parzialmente a portanza (TSR=1,3) come atteso!
Nei giorni a venire installeremo la strumentazione che stiamo mettendo a punto: per ora godiamoci il video!

This is a strange June for us, so much rain and wind and foggy days! but…this is useful to test the VentolONE! As you can see in the above video, the turbine and the tower are solid even if the wind is hard: we didn’t measured by now, but past experiences suggest us a probable 10-12 m/s wind. This would be very very nice because it would mean turbine is working (partially) in a lifting way, as expected! As soon as possibile we will install all the measuring system to test more accurately the VentolONE!