„ Pelton“ turbina , dar žinoma kaip tangentinis hidraulinis ratas arba „Pelton“ ratas, buvo išrasta amerikiečio Lesterio Alleno Peltono 1870-aisiais. Nors prieš „Pelton“ tipą buvo sukurtos kelios turbinų rūšys, ji vis dar yra plačiausiai naudojama šiuo metu jos veiksmingumui.
Tai yra paprastos ir kompaktiškos konstrukcijos impulsinė turbina arba hidraulinė turbina, turinti rato formą, sudarytą daugiausia iš kaušų, deflektorių ar padalintų judančių mentių, esančių aplink jos pakraštį.
Ašmenis galima išdėstyti atskirai arba pritvirtinti prie centrinės stebulės, arba visą ratą galima sumontuoti į vieną bendrą gabalą. Norėdami veikti, jis paverčia skysčio energiją judesiu, kuri susidaro, kai greitaeigė vandens srovė atsitrenkia į judančius ašmenis, todėl jis sukasi ir pradeda veikti.
Paprastai jis naudojamas elektrai gaminti hidroelektrinėse, kur turimas vandens rezervuaras yra tam tikrame aukštyje virš turbinos.
Istorija
Hidrauliniai ratai gimė iš pirmųjų ratų, kurie buvo naudojami vandeniui semti iš upių ir buvo judinami žmogaus ar gyvūnų pastangomis.
Šie ratai datuojami II a. Pr. Kr., Kai prie rato perimetro buvo dedamos irklinės mentės. Hidrauliniai ratai buvo pradėti naudoti, kai atrado srovių energijos panaudojimo galimybes kitoms mašinoms valdyti, šiandien žinomoms kaip turbokompresoriai ar hidraulinės mašinos.
„Pelton“ tipo impulsinė turbina atsirado tik 1870 m., Kai amerikiečių kilmės kalnakasių atstovas Lesteris Allenas Peltonas pirmąjį mechanizmą su ratukais vandens pritraukimui įgyvendino panašiai kaip malūną, tada įgyvendino garo variklius.
Šie mechanizmai pradėjo veikti nesėkmingai. Iš ten Peltonas sugalvojo suprojektuoti hidraulinius ratus su ašmenimis ar ašmenimis, kurie dideliu greičiu gautų vandens šoką.
Jis pastebėjo, kad srovė smogė į mentės kraštą, o ne į jų centrą, todėl vandens srautas tekėjo atvirkštine kryptimi, o turbina spartėjo, ir tai tapo efektyvesniu metodu. Šis faktas grindžiamas principu, pagal kurį purkštuko sukuriama kinetinė energija išsaugoma ir gali būti naudojama elektros energijai generuoti.
Peltonas laikomas hidroenergetikos tėvu už svarų indėlį plėtojant hidroenergiją visame pasaulyje. Jo išradimas 1870-ųjų pabaigoje, kurį pats pavadino Peltono bėgiku, buvo pripažintas veiksmingiausiu impulsinės turbinos dizainu.
Vėliau Lesteris Peltonas užpatentavo savo ratą ir 1888 m. San Fransiske įsteigė „Pelton Water Wheel Company“. „Pelton“ yra tos įmonės prekių ženklas, tačiau terminas vartojamas panašioms impulsinėms turbinoms identifikuoti.
Vėliau atsirado naujų dizainų, tokių kaip 1919 m. Užpatentuota „Turgo“ turbina ir „Pelton“ rato modelio įkvėpta „Banki“ turbina.
Peltono turbinos veikimas
Yra dviejų tipų turbinos: reakcijos turbina ir impulsinė turbina. Reakcijos turbinoje drenažas vyksta esant uždaros kameros slėgiui; pavyzdžiui, paprastas sodo purkštuvas.
Kai „Pelton“ tipo impulsinėje turbinoje rato pakraščiuose esantys kaušai tiesiogiai gauna vandenį dideliu greičiu, jie suka turbinos sukimosi judesį, kinetinę energiją paversdami dinamine energija.
Nors reakcijos turbinoje naudojama ir kinetinė energija, ir slėgio energija, ir nors visa impulsinėje turbinoje perduodama energija yra kinetinė, todėl abiejų turbinų veikimas priklauso nuo vandens greičio pokyčio, kad jis sukeltų dinaminę jėgą minėtam besisukančiam elementui.
Taikymas
Rinkoje yra daugybė skirtingų dydžių turbinų, tačiau rekomenduojama naudoti „Pelton“ tipo turbinas aukštyje nuo 300 metrų iki maždaug 700 metrų ar daugiau.
Buitinėms reikmėms naudojamos mažos turbinos. Dėl dinamiškos energijos, kurią sukuria vandens greitis, ji gali lengvai gaminti elektrą tokiu būdu, kad šios turbinos dažniausiai naudojamos hidroelektrinėms eksploatuoti.
Pavyzdžiui, Bieudrono hidroelektrinė Grande Dixence užtvankos komplekse, esančiame Šveicarijos Alpėse Valės kantone, Šveicarijoje.
Ši gamykla pradėjo gaminti 1998 m., Turėdama du pasaulio rekordus: joje yra galingiausia Peltono turbina pasaulyje ir aukščiausia galva, naudojama hidroelektrinei energijai gaminti.
Objekte yra trys „Pelton“ turbinos, kurių kiekviena veikia maždaug 1869 metrų aukštyje ir srautas yra 25 kubiniai metrai per sekundę, o jos efektyvumas didesnis nei 92%.
2000 m. Gruodžio mėn. Cleoson-Dixence užtvankos, maitinančios Peltono turbinas prie Bieudrono, vartai plyšo maždaug 1 234 metrų atstumu, priversdami išjungti elektrinę.
Įtrūkimas buvo 9 metrų ilgio ir 60 centimetrų pločio, todėl srautas per plyšimą viršijo 150 kubinių metrų per sekundę, tai yra, jis greitai išleido didelį kiekį vandens esant aukštam slėgiui, sunaikindamas jos pravažiavimas apytiksliai 100 ha ganyklų, sodų, miškų, įvairių aplink šią teritoriją esančių namelių ir tvartų plovimas.
Jie atliko išsamų avarijos tyrimą, dėl kurio jie beveik visiškai pertvarkė pakaunę. Pagrindinė plyšimo priežastis vis dar nežinoma.
Pertvarkymui reikėjo patobulinti vamzdžių pamušalus ir pagerinti dirvožemį aplink statramstį, kad būtų sumažintas vandens srautas tarp vamzdžio ir uolienos.
Pažeista pakabos dalis buvo nukreipta iš ankstesnės vietos, kad būtų rasta nauja, stabilesnė uola. Perprojektuotų vartų statybos buvo baigtos 2009 m.
Bieudrono įrenginys po šios avarijos neveikė, kol 2010 m. Sausio mėn. Jis visiškai neveikė.
Nuorodos
- Pentono ratas. Vikipedija, nemokama enciklopedija. Atkurta: en.wikipedia.org
- Peltono turbina. Vikipedija, nemokama enciklopedija. Atkurta iš es.wikipedia.org
- Lesteris Allenas Peltonas. Vikipedija, nemokama enciklopedija. Atkurta iš en.wikipedia.org
- Bieudrono hidroelektrinė. Vikipedija, nemokama enciklopedija. Atkurta iš en.wikipedia.org
- Peltono ir Turgo turbinos. Atsinaujinantys energijos šaltiniai pirmiausia. Atkurta iš atsinaujinančių energijos šaltinių
- Hanania J., „Stenhouse K.“ ir Jasono Donevo J. Peltono turbina. Energetikos švietimo enciklopedija. Atsigavo po energinio mokymo.ca
- Peltono turbina - darbo ir dizaino aspektai. Sužinokite inžineriją. Atkurta iš Learnengineering.org
- Hidraulinės turbinos. Elektrinės mašinos. Atkurta iš power-m.ru/es/
- Peltono ratas. „Hartvigsen Hydro“. Atgauta iš h-hydro.com
- Bolinaga JJ skysčių mechaninė mechanika. Andreso Bello katalikų universitetas. Caracas, 2010. Taikymas hidraulinėms mašinoms. 298.
- „Linsley RK“ ir „Franzini JB Hydraulic Resources Engineering“. CECSA. Hidraulinės mašinos. 12 skyrius. 399–402, 417.
- Wylie S. Skysčių mechanika. McGraw Hill. Šeštas leidimas. Turbominų teorija. 531–532.