Zgodovina, delovanje, uporaba Peltonove turbine



The Peltonova turbina, Znan tudi kot tangencialno hidravlično kolo ali Peltonsko kolo je izumil ameriški Lester Allen Pelton leta 1870. Čeprav je bilo pred tipom Pelton ustvarjenih več tipov turbin, je to zaradi svoje učinkovitosti še vedno najpogosteje uporabljeno..

Gre za impulzno turbino ali hidravlično turbino, ki ima preprosto in kompaktno obliko, je kolesaste oblike, sestavljena je predvsem iz žlic, deflektorjev ali ločenih premičnih lopatic, ki se nahajajo okoli njegovega obrobja.

Rezila se lahko namestijo posamezno ali pritrdijo na centralno pesto ali pa se celotno kolo namesti v en sam kos. Za delo pretvarja energijo tekočine v gibanje, ki nastane, ko vodni curek z veliko hitrostjo udari gibljive lopatice, zaradi česar se obrne in začne delovati..

Običajno se uporablja za proizvodnjo električne energije v hidroelektrarnah, kjer je razpoložljivi rezervoar za vodo na določeni višini nad turbino.

Indeks

  • 1 Zgodovina
  • 2 Delovanje Peltonove turbine
  • 3 Uporaba
  • 4 Reference

Zgodovina

Hidravlična kolesa so se rodila iz prvih koles, ki so bila uporabljena za črpanje vode iz rek in so jih premikali ljudje ali živali.

Ta kolesa segajo v drugo stoletje pred našim štetjem, ko so na obod kolesa dodali vesla. Hidravlična kolesa so se začela uporabljati, ko so odkrili možnost izkoriščanja energije tokov za delovanje drugih strojev, ki so trenutno znani kot turbostrojarstvo ali hidravlični stroji..

Peltonska impulzna turbina se ni pojavila do leta 1870, ko je rudar Lester Allen Pelton iz ameriškega porekla izvedel prvi mehanizem s kolesi za črpanje vode, podobno kot mlin, nato pa je vpeljal parne stroje..

Ti mehanizmi so začeli predstavljati napake pri njihovem delovanju. Od tod je Pelton prišel na idejo oblikovanja hidravličnih koles z rezili ali lopaticami, ki prejmejo vodni šok pri visoki hitrosti..

Ugotovil je, da je curk prišel na rob lopatic namesto v središče, zaradi česar je pretok vode v nasprotni smeri in turbine dobil večjo hitrost, kar je postala bolj učinkovita metoda. To dejstvo temelji na načelu, po katerem se kinetična energija, ki jo proizvaja curek, ohrani in se lahko uporabi za proizvodnjo električne energije.

Pelton velja za očeta hidroelektrične energije, saj je pomembno prispeval k razvoju vodne energije po vsem svetu. Njegov izum v poznih 1870-ih, ki ga je sam imenoval Pelton Runner, je bil priznan kot najučinkovitejša zasnova impulzne turbine..

Kasneje je Lester Pelton patentiral svoje kolo in leta 1888 ustanovil podjetje Pelton Water Wheel v San Franciscu. "Pelton" je registrirana blagovna znamka izdelkov te družbe, vendar se izraz uporablja za identifikacijo podobnih impulznih turbin.

Kasneje so se pojavili novi modeli, kot so Turgo turbina, patentirana leta 1919, in turbina Banki, ki jo je navdihnil model Peltonovega kolesa..

Delovanje Peltonove turbine

Obstajata dve vrsti turbin: reakcijska turbina in impulzna turbina. V reakcijski turbini se odtekanje izvaja pod pritiskom zaprte komore; na primer, preprosto vrtno brizgalo.

V Peltonovi impulzni turbini, ko žlice, ki se nahajajo na obodu kolesa, neposredno sprejemajo vodo pri visoki hitrosti, aktivirajo rotacijsko gibanje turbine in pretvorijo kinetično energijo v dinamično energijo..

Čeprav se v reakcijski turbini uporabljata tako kinetična energija kot energija tlaka, in čeprav je vsa energija, ki jo dovaja impulzna turbina, kinetična, je delovanje obeh turbin odvisno od spremembe hitrosti vode, izvajati dinamično silo na ta vrtljivi element.

Uporaba

Na trgu je veliko različnih turbin v različnih velikostih, vendar je priporočljivo uporabljati turbine tipa Pelton v višinah od 300 metrov do približno 700 metrov ali več..

Majhne turbine se uporabljajo za domače namene. Zahvaljujoč dinamični energiji, ki jo proizvaja hitrost vode, lahko zlahka proizvaja električno energijo tako, da se te turbine večinoma uporabljajo za obratovanje hidroelektrarn..

Na primer, hidroelektrarna Bieudron v kompleksu jezov Grande Dixence v švicarskih Alpah v kantonu Valais, Švica.

Ta obrat je začel svojo proizvodnjo leta 1998 z dvema svetovnima rekordoma: ima najmočnejšo Peltonovo turbino na svetu in najvišjo glavo za proizvodnjo hidroelektrične energije..

V objektu so nameščene tri Peltonove turbine, ki delujejo na višini približno 1869 metrov in pretok 25 kubičnih metrov na sekundo, pri čemer je izkoristek večji od 92%.

Decembra 2000 so vrata jezera Cleuson-Dixence, ki napaja Peltonske turbine v Bieudronu, prelomila na 1234 metrov, zaradi česar je bilo zaprtje elektrarne.

Razpoka je bila 9 metrov dolga in 60 centimetrov široka, zaradi česar je pretok skozi pretrg presegel 150 kubičnih metrov na sekundo, kar pomeni, da je imel hitro sproščanje velike količine vode pri visokem tlaku in uničil prehod 100 hektarjev približno pašnikov, sadovnjakov, gozdov, umivanje več koč in hlevov na tem območju.

Naredili so veliko preiskavo o nesreči, zaradi česar je skoraj popolnoma preoblikovala prisilno cev. Glavni vzrok razpoke je še vedno neznan.

Preoblikovanje je zahtevalo izboljšave obloge cevi in ​​izboljšanje tal okoli prisilne cevi, da bi se zmanjšal pretok vode med cevjo in skalo..

Poškodovan del prisilne cevi je bil preusmerjen s prejšnje lokacije, da bi našel nove stabilnejše skale. Gradnja prenovljene jezu je bila dokončana leta 2009.

Namestitev Bieudrona po tej nesreči ni delovala, dokler ni v celoti začela izvajati dejavnosti januarja 2010.

Reference

  1. Pentonsko kolo. Wikipedija, proste enciklopedije. Obnovljeno: en.wikipedia.org
  2. Peltonova turbina. Wikipedija, proste enciklopedije. Vzpostavljeno iz es.wikipedia.org
  3. Lester Allen Pelton. Wikipedija, proste enciklopedije. Vzpostavljeno iz en.wikipedia.org
  4. Hidroelektrarna Bieudron. Wikipedija, proste enciklopedije. Vzpostavljeno iz en.wikipedia.org
  5. Turbine Pelton in Turgo. Najprej obnovljivi viri energije Izterjano iz obnovljivih virov
  6. Hanania J., Stenhouse K. in Jason Donev J. Pelton Turbine. Enciklopedija o izobraževanju o energiji. Vzpostavljeno iz energyeducation.ca
  7. Peltonove turbine - delovni in oblikovni vidiki. Learn Engineering. Vzpostavljeno iz learnengineering.org
  8. Hidravlične turbine Power Machines OJSC. Vzpostavljeno iz power-m.ru/
  9. Peltonsko kolo. Hartvigsen Hydro. Vzpostavljeno iz h-hydro.com
  10. Bolinaga J. J. Elementarna mehanika tekočin. Katoliška univerza Andrés Bello. Caracas, 2010. Prijave na hidravlične stroje. 298.
  11. Linsley R. K. in Franzini J.B. Inženiring hidravličnih virov. CECSA. Hidravlični stroji. Poglavje 12. 399-402, 417.
  12. Wylie S. Mehanika tekočin. McGraw Hill. Šesta izdaja. Teorija turbinskih strojev. 531-532.