Pelton turbīna , kas pazīstams arī kā tangenciālā hidrauliskā riteņa vai Pelton ritenis, izgudroja amerikāņu Lester Allen Pelton 1870. Kaut arī vairāku veidu turbīnu tika izveidotas pirms Pelton veidu, tas joprojām ir visplašāk izmanto šobrīd tās efektivitātei.
Tā ir impulsa turbīna vai hidrauliskā turbīna, kurai ir vienkārša un kompakta konstrukcija, kurai ir riteņa forma un kas galvenokārt sastāv no spaiņiem, deflektoriem vai sadalītām kustīgām lāpstiņām un atrodas ap tās perifēriju.
Lāpstiņas var novietot atsevišķi vai piestiprināt pie centrālās rumbas, vai arī visu riteni var uzstādīt vienā pilnīgā gabalā. Lai darbotos, tas pārvērš šķidruma enerģiju kustībā, kas rodas, kad ātrgaitas ūdens strūkla nonāk pret kustīgajiem asmeņiem, izraisot tā pagriešanos un darbības sākšanu.
To parasti izmanto elektrības ražošanai hidroelektrostacijās, kur pieejamais ūdens rezervuārs atrodas noteiktā augstumā virs turbīnas.
Vēsture
Hidrauliskie riteņi piedzima no pirmajiem riteņiem, kurus izmantoja ūdens novadīšanai no upēm un kurus pārvietoja cilvēka vai dzīvnieku pūles.
Šie riteņi ir datēti ar 2. gadsimtu pirms mūsu ēras, kad riteņa apkārtmēram tika pievienoti airi. Hidrauliskos riteņus sāka izmantot, kad tika atklāta iespēja izmantot straumju enerģiju, lai darbinātu citas mašīnas, kuras mūsdienās sauc par turbodzinējiem vai hidrauliskām mašīnām.
Peltona tipa impulsu turbīna neparādījās līdz 1870. gadam, kad amerikāņu izcelsmes kalnračis Lesters Allens Peltons ieviesa pirmo mehānismu ar riteņiem ūdens ņemšanai, līdzīgu dzirnavām, pēc tam viņš realizēja tvaika dzinējus.
Šie mehānismi to darbībā sāka izgāzties. No turienes Peltons nāca klajā ar ideju projektēt hidrauliskos riteņus ar asmeņiem vai asmeņiem, kas lielā ātrumā saņem ūdens šoku.
Viņš novēroja, ka strūkla ietriecās lāpstiņu malās, nevis to centrā, un rezultātā ūdens plūsma izgāja pretējā virzienā un turbīna paātrinājās, kļūstot par efektīvāku metodi. Šis fakts ir pamatots ar principu, pēc kura tiek saglabāta strūklas radītā kinētiskā enerģija un to var izmantot elektriskās enerģijas ražošanai.
Peltons tiek uzskatīts par hidroenerģijas tēvu par viņa nozīmīgo ieguldījumu hidroenerģijas attīstībā visā pasaulē. Viņa izgudrojums 1870. gadu beigās, kuru pats sauca par Peltona skrējēju, tika atzīts par visefektīvāko impulsu turbīnas dizainu.
Vēlāk Lesters Peltons patentēja savu riteni un 1888. gadā Sanfrancisko izveidoja Peltona ūdens riteņu kompāniju. "Pelton" ir šīs firmas preču zīme, taču termins tiek izmantots, lai identificētu līdzīgas impulsu turbīnas.
Vēlāk parādījās jauni dizaini, piemēram, 1919. gadā patentētā Turgo turbīna un Peltona riteņu modeļa iedvesmotā Banki turbīna.
Peltona turbīnas darbība
Pastāv divu veidu turbīnas: reakcijas turbīna un impulsu turbīna. Reakcijas turbīnā kanalizācija notiek zem slēgtas kameras spiediena; piemēram, vienkāršs dārza sprinklers.
Peltona tipa impulsu turbīnā, kad spaiņi, kas atrodas riteņa perifērijā, tieši saņem ūdeni ar lielu ātrumu, tie virza turbīnas rotācijas kustību, pārveidojot kinētisko enerģiju dinamiskā enerģijā.
Kaut arī reakcijas turbīnā tiek izmantota gan kinētiskā enerģija, gan spiediena enerģija un, lai arī visa impulsa turbīnā piegādātā enerģija ir kinētiska, tāpēc abu turbīnu darbība ir atkarīga no ūdens ātruma izmaiņām, tā, ka tas rotējošajam elementam rada dinamisku spēku.
Pieteikums
Tirgū ir plašs dažādu izmēru turbīnu klāsts, tomēr ieteicams izmantot Peltona tipa turbīnu augstumā no 300 metriem līdz aptuveni 700 metriem vai vairāk.
Sadzīves vajadzībām tiek izmantotas mazas turbīnas. Pateicoties dinamiskajai enerģijai, ko rada ūdens ātrums, tā var viegli ražot elektroenerģiju tādā veidā, ka šīs turbīnas lielākoties tiek izmantotas hidroelektrostaciju darbībai.
Piemēram, Bieudronas hidroelektrostacija Grande Dixence aizsprostu kompleksā, kas atrodas Šveices Alpos Šveices Valē kantonā.
Šī rūpnīca sāka savu ražošanu 1998. gadā ar diviem pasaules rekordiem: tai ir visspēcīgākā Peltona turbīna pasaulē un augstākā galva, ko izmanto hidroelektriskās enerģijas ražošanai.
Objektā atrodas trīs Peltona turbīnas, katra no tām darbojas aptuveni 1869 metru augstumā un caurplūdumu 25 kubikmetros sekundē, un to darba efektivitāte pārsniedz 92%.
2000. gada decembrī Cleuson-Dixence aizsprosta vārti, kas baro Peltona turbīnas Bieudronā, plīsa aptuveni 1223 metru augstumā, liekot elektrostacijai slēgties.
Pārrāvums bija 9 metrus garš un 60 centimetru plats, kā rezultātā plūsma caur plīsumu pārsniedza 150 kubikmetrus sekundē, tas ir, tas strauji izdalīja lielu daudzumu ūdens ar augstu spiedienu, iznīcinot tā caurbraukšana aptuveni 100 hektāru ganību, augļu dārzu, mežu, dažādu vasarnīcu un šķūņu mazgāšana ap šo teritoriju.
Viņi veica plašu nelaimes gadījuma izmeklēšanu, kā rezultātā viņi gandrīz pilnībā pārveidoja penstocku. Pārrāvuma galvenais cēlonis joprojām nav zināms.
Pārprojektēšanai bija nepieciešami uzlabojumi cauruļvada oderējumā un augsnes uzlabošana ap stabu, lai samazinātu ūdens plūsmu starp cauruli un iežu.
Bojātā Pensilvānas daļa tika novirzīta no iepriekšējās vietas, lai atrastu jaunu, stabilāku klinti. Pārbūves vārtu būvniecība tika pabeigta 2009. gadā.
Bieudrona iekārta nedarbojās pēc šī negadījuma, līdz tā pilnībā nedarbojās 2010. gada janvārī.
Atsauces
- Pentona ritenis. Wikipedia, bezmaksas enciklopēdija. Atkopts: en.wikipedia.org
- Peltona turbīna. Wikipedia, bezmaksas enciklopēdija. Atjaunots no es.wikipedia.org
- Lesters Allens Peltons. Wikipedia, bezmaksas enciklopēdija. Atgūts no vietnes en.wikipedia.org
- Bieudronas hidroelektrostacija. Wikipedia, bezmaksas enciklopēdija. Atgūts no vietnes en.wikipedia.org
- Peltona un Turgo turbīnas. Atjaunojamie vispirms. Atjaunots no atjaunojamās enerģijaspirmā.co.uk
- Hanānija J., Stenhouse K. un Džeisons Donevs J. Peltona turbīna. Enerģētikas izglītības enciklopēdija. Atjaunots no energyeducation.ca
- Peltona turbīna - darba un dizaina aspekti. Apgūstiet inženierzinātnes. Atjaunots no Learnengineering.org
- Hidrauliskās turbīnas. Enerģētiskās mašīnas AAS. Atgūts no power-m.ru/es/
- Peltona ritenis. Hartvigsen Hydro. Atgūts no h-hydro.com
- Bolinaga JJ Šķidrumu elementārā mehānika. Andra Bello katoļu universitāte. Karakasa, 2010. Pielietojumi hidrauliskajās mašīnās. 298. lpp.
- Linsley RK un Franzini JB hidraulisko resursu inženierija. CECSA. Hidrauliskās mašīnas. 12. nodaļa. 399–402, 417. lpp.
- Vailija S. Šķidrumu mehānika. Makgreiva kalns. Sestais izdevums. Turbomānu teorija. 531-532.