Пелтон турбина , такође познат као тангенцијалног хидрауличког волана или Пелтон точку, измислили су амерички Лестер Ален Пелтон у 1870.. Иако је неколико типова турбина су створени пре тип Пелтон, ово је и даље најраспрострањенији тренутно због његове ефикасности.
То је импулзна турбина или хидрауличка турбина која је једноставног и компактног дизајна, има облик точкића, састављеног углавном од кашика, дефлектора или подељених лопатица, које се налазе око његове периферије.
Оштрице се могу поставити појединачно или причврстити на средишњу главчину, или се цео точак може уградити у један комплетан комад. Да би функционисао, претвара енергију течности у покрет, која настаје када брзи млаз воде погоди лопатице које се крећу, узрокујући да се она окреће и започне са радом.
Обично се користи за производњу електричне енергије у хидроелектранама, где је расположиви резервоар воде на одређеној висини изнад турбине.
Историја
Хидраулични точкови настали су из првих точкова који су коришћени за извлачење воде из река и били су премештани напорима човека или животиња.
Ови точкови датирају из ИИ века пре нове ере, када су на обруч тоцка додата весла. Хидраулични точкови су почели да се користе када је откривена могућност употребе енергије струје за рад других машина, данас познатих као турбо-машине или хидрауличне машине.
Пултонова турбина типа Пелтон појавила се тек 1870. године, када је рудар Лестер Аллен Пелтон америчког порекла имплементирао први механизам са точковима за цртање воде, слично млину, а затим је имплементирао парне машине.
Ови механизми су почели да пропадају у свом раду. Одатле је Пелтон дошао на идеју да дизајнира хидрауличне точкове са сечивима или ножевима који великом брзином примају удар воде.
Приметио је да млаз погоди у ивице лопатица уместо у њихово средиште и као резултат тога проток воде је излазио у обрнутом смеру, а турбина убрзавала, постајући ефикаснија метода. Ова чињеница заснива се на принципу по којем се кинетичка енергија произведена млазом чува и може се користити за производњу електричне енергије.
Пелтон се сматра оцем хидроелектране због свог значајног доприноса развоју хидроенергије широм света. Његов изум касних 1870-их, који је назвао Пелтон Руннер, препознат је као најефикаснији дизајн импулзних турбина.
Касније је Лестер Пелтон патентирао коло, а 1888. основао је компанију Пелтон Ватер Вхеел Цомпани у Сан Франциску. "Пелтон" је заштитни знак производа те компаније, али овај термин се користи за идентификацију сличних импулзних турбина.
Касније су се појавили нови дизајни, попут турго турбине коју је патентирао 1919. године, и турбине Банки инспирисане моделом Пелтон-ових точкова.
Рад Пелтон турбине
Постоје две врсте турбина: реакциона турбина и импулзна турбина. У реакционој турбини одвод се одвија под притиском затворене коморе; на пример, једноставна баштенска прскалица.
У импулзној турбини типа Пелтон, када канте смештене на ободу точка директно примају воду великом брзином, оне покрећу ротационо кретање турбине, претварајући кинетичку енергију у динамичку енергију.
Иако се и кинетичка енергија и енергија притиска користе у реакцијској турбини, и иако је сва енергија која се испоручује у импулзној турбини кинетичка, зато рад обе турбине зависи од промене брзине воде, тако да врши динамичку силу на наведени ротирајући елемент.
Апликација
На тржишту постоји велики избор турбина различитих величина, али се препоручује употреба турбине типа Пелтон на висинама од 300 до око 700 метара или приближно.
Мале турбине се користе у домаће сврхе. Захваљујући динамичкој енергији добијеној брзином воде, она лако може произвести електричну енергију на такав начин да се ове турбине углавном користе за рад хидроелектрана.
На примјер, хидроелектрана Биеудрон у комплексу бране Гранде Дикенце која се налази у швицарским Алпама у кантону Валаис, Швицарска.
Ово постројење је започело своју производњу 1998. године, са два светска рекорда: има најмоћнију Пелтонову турбину на свету и највишу главу која се користи за производњу хидроелектране.
У погону се налазе три Пелтонове турбине, од којих свака делује на висини од приближно 1869 метара и протоку од 25 кубних метара у секунди, радећи са ефикасношћу већом од 92%.
У децембру 2000. капија бране Цлеусон-Дикенце, која напаја турбине Пелтон у Биеудрону, пукла је на око 1.234 метра, што је присилило гашење електране.
Пукотина је била дугачка 9 метара, широка 60 центиметара, што је узроковало да проток кроз руптуру прелази 150 кубних метара у секунди, односно да је имао брзо испуштање велике количине воде при високом притиску, уништавајући његов пролазак износи око 100 хектара пашњака, воћњака, шума, прање неколико брвнара и стаја које се налазе око овог подручја.
Провели су велику истрагу несреће, као резултат што су скоро потпуно редизајнирали оловку. Основни узрок руптуре још увек није познат.
Редизајном су била потребна побољшања облога цеви и побољшања тла око висине, како би се смањио проток воде између цеви и стене.
Оштећени део пенстока преусмерен је са претходне локације како би пронашао нову стену која је била стабилнија. Изградња редизајниране капије завршена је 2009. године.
Постројење Биеудрон није било у функцији након ове несреће све док није у потпуности функционисало у јануару 2010. године.
Референце
- Пентон Вхеел. Википедија, бесплатна енциклопедија. Опоравак: ен.википедиа.орг
- Пелтон турбина. Википедија, бесплатна енциклопедија. Опоравак са ес.википедиа.орг
- Лестер Аллен Пелтон. Википедија, бесплатна енциклопедија. Опоравак са ен.википедиа.орг
- Хидроелектрана Биеудрон. Википедија, бесплатна енциклопедија. Опоравак са ен.википедиа.орг
- Пелтон и Турго турбине. Прво обновљиви извори енергије. Опоравак од обновљивих извора енергије
- Хананиа Ј., Стенхоусе К. и Јасон Донев Ј. Пелтон Турбине. Енциклопедија енергетског образовања. Опоравак од енергиедуцатион.ца
- Пелтон турбина - аспекти рада и дизајна. Леарн Енгинееринг. Опоравак од леарнненгинееринг.орг
- Хидрауличне турбине. Повер Мацхинес ОЈСЦ. Опоравак од повер-м.ру/ес/
- Пелтон Вхеел. Хартвигсен Хидро. Опоравак од х-хидро.цом
- Болинага ЈЈ Елементарна механика флуида. Католички универзитет Андрес Белло. Царацас, 2010. Примене на хидрауличним машинама. 298.
- Линслеи РК и Франзини ЈБ Хидраулиц Ресоурцес Енгинееринг. ЦЕЦСА. Хидрауличне машине. Поглавље 12. 399-402, 417.
- Вилие С. Механика течности. МцГрав Хилл. Шесто издање. Теорија турбоматина. 531-532.