Povijest Peltonove turbine, rad, primjena



Peltonova turbina, Poznat i kao tangencijalni hidraulički kotač ili Pelton kotač, izumio ga je američki Lester Allen Pelton 1870. Iako je nekoliko tipova turbina nastalo prije Peltonovog tipa, to je još uvijek najčešće korišteno zbog njegove učinkovitosti..

To je impulsna turbina ili hidraulična turbina koja je jednostavna i kompaktna izvedba, u obliku kotača, sastavljena uglavnom od žlica, deflektora ili podijeljenih pokretnih lopatica, smještenih oko njegove periferije.

Noževi mogu biti postavljeni pojedinačno ili pričvršćeni na središnju glavčinu, ili se cijeli kotač može smjestiti u jedan cjeloviti komad. Za rad pretvara energiju tekućine u pokret, koja nastaje kad mlaz vode velikom brzinom udari u pokretne noževe, uzrokujući da se okrene i počne raditi.

Općenito se koristi za proizvodnju električne energije u hidroelektranama, gdje se raspoloživi spremnik za vodu nalazi na određenoj visini iznad turbine.

indeks

  • 1 Povijest
  • 2 Rad Pelton turbine
  • 3 Aplikacija
  • 4 Reference

povijest

Hidraulični kotači rađeni su od prvih kotača koji su korišteni za izvlačenje vode iz rijeka i bili su potaknuti naporom čovjeka ili životinja.

Ti kotači potječu iz drugog stoljeća prije Krista, kada su dodavali vesla na obod kotača. Počeli su se koristiti hidraulični kotači, kada je otkrivena mogućnost iskorištavanja energije struja za upravljanje drugim strojevima, trenutno poznatima kao turbostrojevi ili hidraulični strojevi..

Peltonova impulsna turbina nije se pojavila sve do 1870. godine, kada je rudar Lester Allen Pelton iz američkog podrijetla implementirao prvi mehanizam s kotačima za crpljenje vode, slično kao mlin, a zatim je implementirao parne strojeve..

Ti su mehanizmi počeli predstavljati neuspjehe u njihovom radu. Odatle je Pelton došao na ideju dizajniranja hidrauličnih kotača s lopaticama ili lopaticama koje primaju udarce vode velikom brzinom..

Primijetio je da je mlaz dotaknuo rub lopatica umjesto da se nalazi u njegovom središtu i kao rezultat toga protok vode ostavio u obrnutom smjeru, a turbina je dobila veću brzinu, postajući učinkovitija metoda. Ta se činjenica temelji na načelu da se kinetička energija koju proizvodi mlaz spremi i može se koristiti za proizvodnju električne energije.

Pelton se smatra ocem hidroelektrana, zbog svog značajnog doprinosa razvoju hidroenergije u svijetu. Njegov izum kasnih 1870-ih, kojeg je sam nazvao Pelton Runner, prepoznat je kao najučinkovitiji dizajn impulsne turbine..

Kasnije je Lester Pelton patentirao svoj kotač i 1888. godine osnovao tvrtku Pelton Water Wheel u San Franciscu. "Pelton" je registrirani zaštitni znak proizvoda te tvrtke, ali se taj izraz koristi za identifikaciju sličnih impulsnih turbina.

Kasnije su se pojavili novi dizajni, kao što su Turgo turbina patentirana 1919., i turbina Banki inspirirana modelom Peltonova kotača..

Rad Pelton turbine

Postoje dvije vrste turbina: reakcijska turbina i impulsna turbina. U reakcijskoj turbini, otjecanje se provodi pod tlakom zatvorene komore; na primjer, jednostavna prskalica za vrt.

U Peltonovoj impulsnoj turbini, kada kante smještene na periferiji kotača izravno primaju vodu velikom brzinom, one aktiviraju rotacijsko kretanje turbine, pretvarajući kinetičku energiju u dinamičku energiju..

Iako se u reakcijskoj turbini koriste i kinetička energija i energija tlaka, i iako je sva energija isporučena u impulsnoj turbini kinetička, rad obje turbine ovisi o promjeni brzine vode, da izvrši dinamičku silu na taj rotirajući element.

primjena

Na tržištu postoji velika raznolikost turbina različitih veličina, ali se preporuča uporaba turbine tipa Pelton na visinama od 300 do oko 700 metara ili više..

Male turbine koriste se u kućanstvu. Zahvaljujući dinamičkoj energiji koju stvara brzina vode, ona lako može proizvesti električnu energiju na takav način da se te turbine uglavnom koriste za rad hidroelektrana.

Na primjer, hidroelektrana Bieudron u kompleksu brane Grande Dixence koja se nalazi u švicarskim Alpama u kantonu Valais, Švicarska.

Ova je tvornica započela s proizvodnjom 1998. godine, s dva svjetska rekorda: ima najsnažniju Peltonsku turbinu na svijetu i najveću glavu koja se koristi za proizvodnju hidroelektrana.

U objektu se nalaze tri Pelton turbine koje rade na visini od otprilike 1869 metara i protok od 25 kubnih metara u sekundi, radeći s učinkovitosti većom od 92%.

U prosincu 2000. godine vrata brane Cleuson-Dixence, koja hrani Peltonove turbine u Bieudronu, imala su pukotinu na 1234 metra, prisiljavajući zatvaranje elektrane.

Pukotina je bila duga 9 metara i širina 60 centimetara, što je uzrokovalo da protok kroz pukotinu prelazi 150 kubičnih metara u sekundi, tj. Imao je brzo oslobađanje velike količine vode pod visokim tlakom, uništavajući prolaz 100 hektara otprilike pašnjaka, voćnjaka, šuma, pranje nekoliko brvnare i staje oko ovog područja.

Napravili su veliku istragu o nesreći, što je rezultiralo gotovo potpuno preoblikovanjem prisilne cijevi. Glavni uzrok rupture je još uvijek nepoznat.

Redizajniranje je zahtijevalo poboljšanja u oblaganju cijevi i poboljšanje tla oko prisilne cijevi kako bi se smanjio protok vode između cijevi i stijene..

Oštećeni dio prisilne cijevi preusmjeren je s prethodne lokacije kako bi se pronašla nova stabilna stijena. Izgradnja preuređene brane dovršena je 2009. godine.

Instalacija Bieudrona nije bila operativna nakon te nesreće dok nije u potpunosti nastavila svoje aktivnosti u siječnju 2010.

reference

  1. Pentonov kotač. Wikipedija, slobodna enciklopedija. Oporavljeno: en.wikipedia.org
  2. Peltonova turbina. Wikipedija, slobodna enciklopedija. Preuzeto s es.wikipedia.org
  3. Lester Allen Pelton. Wikipedija, slobodna enciklopedija. Preuzeto s en.wikipedia.org
  4. Bieudronska hidroelektrana. Wikipedija, slobodna enciklopedija. Preuzeto s en.wikipedia.org
  5. Turbine Pelton i Turgo. Obnovljivi izvori prvi Oporavak od
  6. Hanania J., Stenhouse K. i Jason Donev J. Pelton Turbine. Enciklopedija o obrazovanju o energiji. Preuzeto s energyeducation.ca
  7. Peltonove turbine - aspekti rada i dizajna. Saznajte inženjerstvo. Preuzeto s learnengineering.org
  8. Hidraulične turbine Power Machines OJSC. Dobavljeno iz power-m.ru/
  9. Pelton Wheel. Hartvigsen Hydro. Preuzeto s stranice h-hydro.com
  10. Bolinaga J. J. Elementalna mehanika tekućina. Katoličko sveučilište Andrés Bello. Caracas, 2010. Prijave za hidraulične strojeve. 298.
  11. Linsley R. K. i Franzini J.B. Inženjering hidrauličkih resursa. CECSA. Hidraulični strojevi. Poglavlje 12. 399-402, 417.
  12. Wylie S. Mehanika fluida. McGraw Hill. Šesto izdanje. Teorija turbostrojeva. 531-532.