Pelton turbīnas vēsture, darbība, pielietojums

The Pelton turbīna, Pazīstams arī kā Tangenciālais hidrauliskais ritenis vai Peltona ritenis, to izgudroja amerikāņu Lesteris Allens Peltons 1870. gados, lai gan pirms Pelton tipa tika izveidoti vairāki turbīnu veidi, tas joprojām ir visbiežāk izmantots, pateicoties tās efektivitātei.

Tā ir impulsu turbīna vai hidrauliskā turbīna, kurai ir vienkāršs un kompakts dizains, ir riteņu forma, kas sastāv galvenokārt no spaiņiem, novirzēm vai sadalītiem mobilajiem lāpstiņiem, kas atrodas ap tās perifēriju.

Asmeņus var novietot atsevišķi vai pievienot centrālajam rumbai, vai arī visu riteņu var novietot vienā pilnā gabalā. Lai strādātu, tā pārveido šķidruma enerģiju kustībā, kas tiek ģenerēta, kad ūdens strūkla ir liela, sasniedzot kustīgos asmeņus, kas izraisa tā pagriešanos un darbību..

To parasti izmanto elektroenerģijas ražošanai hidroelektrostacijās, kur pieejamā ūdens tvertne atrodas noteiktā augstumā virs turbīnas..

Indekss

• 1 Vēsture
• 2 Pelton turbīnas darbība
• 3 Pieteikums
• 4 Atsauces

Vēsture

Hidrauliskie riteņi ir dzimuši no pirmajiem riteņiem, kas tika izmantoti, lai vilktu ūdeni no upēm, un tos pārvietoja cilvēku vai dzīvnieku pūles.

Šie riteņi aizsākās jau otro gadsimtu pirms mūsu ēras, kad viņi pievienoja riepas riteņa apkārtmēram. Tika izmantoti hidrauliskie riteņi, kad tika atklāta iespēja izmantot strāvu enerģiju, lai darbinātu citas mašīnas, kas pašlaik pazīstamas kā turbodzinēji vai hidrauliskās mašīnas..

Peltona impulsu turbīna neizrādījās līdz 1870. gadam, kad ASV izcelsmes kalnrača Lester Allen Pelton ieviesa pirmo mehānismu ar riteņiem, lai pievērstu ūdeni, līdzīgi dzirnavām, tad viņš ieviesa tvaika dzinējus.

Šie mehānismi sāka radīt neveiksmes to darbībā. No turienes Pelton nāca klajā ar ideju izstrādāt hidrauliskos riteņus ar lāpstiņām vai lāpstiņām, kas saņem lielu triecienu no ūdens..

Viņš novēroja, ka reaktīvā sprausla, nevis tās centrs, nokļūst spārnu malā un rezultātā ūdens plūsma, kas palika pretējā virzienā, un turbīna ieguva lielāku ātrumu, kļūstot par efektīvāku metodi. Šis fakts ir balstīts uz principu, saskaņā ar kuru strūklas radītā kinētiskā enerģija tiek saglabāta un var tikt izmantota elektroenerģijas ražošanai..

Peltonu uzskata par hidroelektrostacijas tēvu, jo tas ir nozīmīgs ieguldījums hidroenerģijas attīstībā visā pasaulē. Viņa izgudrojums 1870. gadu beigās, ko sauc par Pelton Runner, tika atzīts par visefektīvāko impulsu turbīnas dizainu..

Vēlāk Lesters Peltons patentēja savu riteni un 1888. gadā Sanfrancikā izveidoja Peltona ūdens riteņu kompāniju. "Pelton" ir šīs firmas produktu reģistrēta preču zīme, bet šis termins tiek lietots, lai identificētu līdzīgas impulsu turbīnas..

Vēlāk parādījās jauni dizaini, piemēram, 1919. gadā patentētā Turgo turbīna un Banki turbīna, ko iedvesmoja Pelton riteņu modelis..

Pelton turbīnas darbība

Ir divu veidu turbīnas: reakcijas turbīna un impulsu turbīna. Reakcijas turbīnā noteces notiek slēgtās kameras spiedienā; piemēram, vienkāršs dārza smidzinātājs.

Pelton tipa impulsu turbīnā, kad spaiņi, kas atrodas riteņa perifērijā, tieši saņem ūdeni lielā ātrumā, tie aktivizē turbīnas rotācijas kustību, pārveidojot kinētisko enerģiju par dinamisku enerģiju.

Lai gan reakcijas turbīnā tiek izmantota gan kinētiskā enerģija, gan spiediena enerģija, un, lai gan visa impulsu turbīnā piegādātā enerģija ir kinētiska, abu turbīnu darbība ir atkarīga no ūdens ātruma izmaiņām, \ t izmantot dinamisko spēku šim rotējošajam elementam.

Pieteikums

Tirgū ir daudz dažādu turbīnu turbīnu, tomēr ieteicams izmantot Pelton tipa turbīnu augstumā no 300 metriem līdz aptuveni 700 metriem vai vairāk..

Mazās turbīnas izmanto mājsaimniecības vajadzībām. Pateicoties ūdens ātruma dinamiskajai enerģijai, tā var viegli saražot elektroenerģiju tādā veidā, ka šīs turbīnas galvenokārt izmanto hidroelektrostaciju darbībai..

Piemēram, Bieudrona hidroelektrostacija Grande Dixence aizsprostu kompleksā, kas atrodas Šveices Alpos Valē kantonā, Šveicē..

Šī iekārta sāka ražot 1998. gadā ar diviem pasaules rekordiem: tai ir spēcīgākā Pelton turbīna pasaulē un augstākā galva, ko izmanto hidroelektroenerģijas ražošanai..

Iekārtā ir trīs Pelton turbīnas, katra no tām darbojas aptuveni 1869 metru augstumā un plūsma 25 kubikmetri sekundē, strādājot ar efektivitāti, kas lielāka par 92%..

2000. gada decembrī Cleuson-Dixence aizsprosta vārti, kas baro Pelton turbīnas Bieudronā, bija plīsumi 1234 metru garumā, liekot slēgt spēkstaciju.

Plīsums bija 9 metrus garš un 60 centimetrus plats, izraisot plūsmas plīsumu virs 150 kubikmetriem sekundē, tas ir, strauji atbrīvoja lielu daudzumu ūdens augstā spiedienā, iznīcinot tās šķērsošana ir 100 hektāri aptuveni ganību, augļu dārzu, mežu, vairāku mājiņu un klētu mazgāšana ap šo apgabalu..

Viņi veica lielu izmeklēšanu par negadījumu, kā rezultātā gandrīz pilnībā tika pārveidota piespiedu caurule. Pārrāvuma cēlonis vēl nav zināms.

Pārprojektēšanas rezultātā vajadzēja uzlabot cauruļu oderējumu un uzlabot augsni ap piespiedu cauruli, lai samazinātu ūdens plūsmu starp cauruli un klintīm..

Piespiedu caurules bojātā daļa tika novirzīta no iepriekšējās atrašanās vietas, lai atrastu jaunu, stabilāku klinšu. Pārbūvēto aizsprostu būvniecība tika pabeigta 2009. gadā.

Bieudrona uzstādīšana pēc šīs avārijas nedarbojās, līdz 2010. gada janvārī tā pilnībā atsāka darbību.

Atsauces

1. Pentona ritenis. Vikipēdija, brīvā enciklopēdija. Atgūts: en.wikipedia.org
2. Pelton turbīna. Vikipēdija, brīvā enciklopēdija. Izgūti no es.wikipedia.org
3. Lester Allen Pelton. Vikipēdija, brīvā enciklopēdija. Izgūti no en.wikipedia.org
4. Bieudronas hidroelektrostacija. Vikipēdija, brīvā enciklopēdija. Izgūti no en.wikipedia.org
5. Peltona un Turgo turbīnas. Pirmkārt, atjaunojamie enerģijas avoti Atgūts no atjaunošanasfirst.co.uk
6. Hanania J., Stenhouse K. un Jason Donev J. Pelton Turbine. Enerģijas izglītības enciklopēdija. Izgūti no energyeducation.ca
7. Peltona turbīnas darba un dizaina aspekti. Uzziniet Engineering. Izgūti no learnengineering.org
8. Hidrauliskās turbīnas Power Machines OJSC. Izgūti no power-m.ru/
9. Peltona ritenis. Hartvigsen Hydro. Izgūti no h-hydro.com
10. Bolinaga J. J. Šķidrumu elementārā mehānika. Andrés Bello katoļu universitāte. Karakasa, 2010. Pieteikumi hidrauliskajām mašīnām. 298.
11. Linsley R. K. un Franzini J.B. Hidraulisko resursu inženierija. CECSA. Hidrauliskās mašīnas. 12. nodaļa. 399-402, 417.
12. Wylie S. Šķidrumu mehānika. McGraw kalns. Sestais izdevums. Turbomehānismu teorija. 531-532.