A Pelton turbina, amely tangenciális hidraulikus kerékként vagy Pelton kerékként is ismert, az 1810-es években az amerikai Lester Allen Pelton találta ki. Noha a Pelton típus előtt többféle turbina került kialakításra, ez még mindig a legszélesebb körben alkalmazott. jelenleg hatékonysága érdekében.
Ez egy impulzus turbina vagy hidraulikus turbina, amelynek egyszerű és kompakt felépítése van, kerék formájú, főleg vödrökből, terelőkből vagy megosztott mozgó pengékből áll, kerületének körül.
A pengék külön-külön helyezhetők el vagy a központi kerékagyhoz rögzíthetők, vagy az egész kerék egyetlen darabban felszerelhető. A működéshez a folyadék energiáját mozgássá alakítja, amely akkor keletkezik, amikor egy nagy sebességű vízsugár eltalálja a mozgó pengeket, és ez forog és működésbe lép.
Általában villamosenergia-előállításra használják vízenergia-erőművekben, ahol a rendelkezésre álló víztartály a turbina felett egy bizonyos magasságban található.
Történelem
A hidraulikus kerekek az első kerekekből születtek, amelyeket vízfolyáshoz használták a folyókból, és amelyeket emberek vagy állatok erőfeszítései által mozgattak.
Ezek a kerekek a II. Században nyúlnak vissza, amikor eveket adtak a kerék kerületéhez. A hidraulikus kerekek használatát akkor kezdték használni, amikor felfedezték az áramok energiájának kiaknázásának lehetőségét más gépek működtetésére, amelyeket ma turbomagéneknek vagy hidraulikus gépeknek hívnak.
A Pelton típusú impulzus turbina csak 1870-ben jelent meg, amikor az amerikai eredetű bányász Lester Allen Pelton az malmokhoz hasonlóan az első kerekekkel vízhúzó mechanizmust hajtott végre, majd gőzmotorokat hajtott végre.
Ezek a mechanizmusok működésükben bukni kezdtek. Innentől kezdve a Pelton azt a gondolatot fejlesztette ki, hogy olyan hidraulikus kerekeket tervezzen olyan pengékkel vagy pengékkel, amelyek nagy sebességgel szenvedik a vízütést.
Megállapította, hogy a sugárhajtás a pengék szélére ütközött, nem pedig a középpontjukba, ennek eredményeként a víz áramlása fordított irányba távozott, és a turbina felgyorsult, így hatékonyabb módszer lett. Ez a tény azon az elven alapul, amely szerint a sugárhajtómű által termelt kinetikus energia megmarad és felhasználható elektromos energia előállítására.
Peltont a vízenergia atyjának tekintik, mivel jelentős mértékben hozzájárul a vízenergia fejlődéséhez az egész világon. Az 1870-es évek végi találmányát, amelyet maga a Pelton Runnernek neveztek el, elismerték a leghatékonyabb impulzus-turbina kialakításként.
Később Lester Pelton szabadalmaztatta kerekét és 1888-ban megalapította a Pelton vízkerék társaságot San Franciscóban. A "Pelton" a cég termékeinek védjegye, de a kifejezést hasonló impulzusú turbinák azonosítására használják.
Később új tervek alakultak ki, mint például az 1919-ben szabadalmaztatott Turgo turbina és a Pelton kerékmodell ihlette Banki turbina.
A Pelton turbina működése
Kétféle turbina létezik: reakcióturbina és impulzus turbina. Reakciós turbinában a lefolyásra egy zárt kamra nyomása alatt kerül sor; például egy egyszerű kerti sprinkler.
A Pelton típusú impulzusturbinában, amikor a kerék kerületén elhelyezkedő vödör közvetlenül a vizet nagy sebességgel veszi be, meghajtja a turbina forgási mozgását, és a kinetikus energiát dinamikus energiává alakítja.
Bár mind a kinetikus energiát, mind a nyomás energiát használják a reakció turbinaban, és bár az impulzus turbina teljes energiája kinetikus, ezért mindkét turbinának működése a víz sebességének megváltozásától függ, úgy, hogy dinamikus erőt gyakoroljon az említett forgó elemre.
Alkalmazás
Nagyon sokféle, különböző méretű turbina található a piacon, azonban a Pelton típusú turbina használata ajánlott, ha a magassága 300 méterről körülbelül 700 méterre vagy annál nagyobb.
A kis turbinákat háztartási célokra használják. A víz sebessége által generált dinamikus energiának köszönhetően könnyen előállíthat elektromos energiát oly módon, hogy ezeket a turbinákat főként vízierőművek működtetésére használják.
Például a Bieudron vízerőmű a Grande Dixence gátkomplexumban, a svájci Alpokban a Valais kantonban található.
Ez az üzem 1998-ban kezdte meg termelését, két világrekordmal: a világ legerősebb turbina Pelton és a legmagasabb fej, amelyet vízenergia előállításához használtak.
A létesítményben három Pelton turbina található, amelyek mindegyike körülbelül 1,869 méter magasságban működik és másodpercenként 25 köbméter áramlási sebességgel működik, és 92% -nál nagyobb hatékonysággal működik.
2000 decemberében a Bieudronban található Pelton turbinákat tápláló Cleuson-Dixence gát kapuja kb. 1 244 méterre szakadt, kényszerítve az erőmű leállítását.
A repedés 9 méter hosszú, 60 centiméter széles volt, így a repedésen áthaladó áramlás meghaladta a 150 köbmétert másodpercenként, vagyis nagy mennyiségű víz gyors felszabadulása magas nyomáson, elpusztítva körülbelül 100 hektár legelők, gyümölcsösök, erdők áthaladása, a környékén fekvő különféle faházak és istállók mosása.
A baleset alapos kivizsgálását végezték el, amelynek eredményeként majdnem teljesen újratervezték a tollállományt. A törés kiváltó oka még nem ismert.
Az újratervezés javította a cső burkolatát és a talajjavítást a nyersdarab körül, hogy csökkentse a víz áramlását a cső és a kő között.
A sárgaréz sérült szakaszát átirányították az előző helyről, hogy új, stabilabb kőzetet találjanak. Az átalakított kapu építése 2009-ben fejeződött be.
A Bieudron létesítmény a baleset után csak addig volt működőképes, amikor 2010 januárjában teljesen működőképes volt.
Irodalom
- Penton kerék. Wikipédia, a szabad enciklopédia. Helyreállítva: en.wikipedia.org
- Pelton turbina. Wikipédia, a szabad enciklopédia. Helyreállítva az es.wikipedia.org webhelyről
- Lester Allen Pelton. Wikipédia, a szabad enciklopédia. Helyreállítva az en.wikipedia.org webhelyről
- Bieudron vízerőmű. Wikipédia, a szabad enciklopédia. Helyreállítva az en.wikipedia.org webhelyről
- Pelton és turgo turbinák. Először megújuló energiaforrások. Helyreállítva a megújuló energiaforrások.sz.
- Hanania J., Stenhouse K. és Jason Donev J. Pelton turbina. Energiatanulási enciklopédia. Visszanyert az energetikai oktatásból
- Pelton turbina - munka- és tervezési szempontok. Tanulja meg a mérnököt. Helyreállítva a Learnengineering.org webhelyről
- Hidraulikus turbinák. Power Machines OJSC. Helyreállítva a power-m.ru/es/ webhelyről
- Pelton kerék. Hartvigsen Hydro. Helyreállítva a h-hydro.com-tól
- Bolinaga JJ folyadékok elemi mechanikája. Andres Bello Katolikus Egyetem. Caracas, 2010. Alkalmazások hidraulikus gépekhez. 298.
- Linsley RK és Franzini JB hidraulikus erőforrások mérnöke. CECSA. Hidraulikus gépek. 12. fejezet. 399-402, 417.
- Wylie S. Folyadékok mechanikája. McGraw Hill. Hatodik kiadás. Turbomaginák elmélete. 531-532.