Peltono turbina: istorija, veikimas, taikymas
Pelton turbina, taip pat žinoma kaip tangentinis vandens ratas arba Pelton ratas, 1870-aisiais buvo išrastas amerikiečių lesterio Alleno Peltono, nors prieš Peltono tipą buvo sukurtos kelių tipų turbinos, tačiau ji vis dar yra plačiausiai naudojama. šiuo metu yra veiksmingas.
Tai impulsų ar hidraulinės turbinos turbina, turinti paprastą ir kompaktišką dizainą, rato forma, sudaryta daugiausia iš kibirų, deflektorių arba padalintų judančių plokštelių, esančių aplink jo periferiją.
Peiliai gali būti dedami atskirai arba pritvirtinti prie centrinio stebulės, arba visas ratas gali būti dedamas į vieną pilną gabalą. Norint dirbti, jis konvertuoja skysčio energiją į judesį, kuris susidaro, kai vandens srovė dideliu greičiu nukreipia į judančius peilius, dėl kurių jis sukasi ir pradeda dirbti.
Paprastai ji naudojama elektros energijai gaminti hidroelektrinėse, kur turimas vandens rezervuaras yra tam tikrame aukštyje virš turbinos.
Istorija
Hidrauliniai ratai gimė iš pirmųjų ratų, kurie buvo naudojami vandens ištraukimui iš upių ir kurie buvo perkelti žmonių ar gyvūnų pastangomis.
Šie ratai atsidūrė prieš Kristų antrojo amžiaus, kai jie pripildė ratų apskritimo mentes. Pradėta naudoti hidrauliniai ratai, kai buvo nustatyta galimybė panaudoti srovių energiją kitoms mašinoms, šiuo metu žinomoms kaip turbinos mašinoms ar hidraulinėms mašinoms, valdyti.
„Pelton“ impulsų turbina nepasirodė iki 1870 m., Kai JAV kilmės kalnakasių Lesteris Allenas Peltonas įdiegė pirmąjį mechanizmą su ratais, kad trauktų vandenį, panašų į malūną, tada įdiegė garo variklius.
Šie mechanizmai pradėjo rodyti jų veikimo sutrikimus. Iš ten „Pelton“ galvojo apie hidraulinių ratų su ašmenimis ar mentėmis projektavimą, kurie gauna didelio greičio vandens smūgį.
Jis pastebėjo, kad reaktyvinis purkštukas atsitrenkė į kojų kraštą, o ne į jo centrą, ir dėl to vandens srautas paliekamas atvirkštine kryptimi ir turbina įgijo didesnį greitį ir tapo efektyvesniu būdu. Šis faktas grindžiamas principu, pagal kurį kinetinė energija, gaminama purkštuvu, yra konservuota ir gali būti naudojama elektros energijai gaminti.
Peltonas yra laikomas hidroelektrinės tėvu, nes jis labai prisideda prie hidroenergijos vystymo visame pasaulyje. Jo išradimas 1870 m. Pabaigoje, kurį pavadino pats Pelton Runner, buvo pripažintas efektyviausiu impulsų turbinos dizainu.
Vėliau Lesteris Peltonas patentavo savo ratą ir 1888 m. San Franciske suformavo Peltono vandens ratą. „Pelton“ yra registruotas to įmonės prekės ženklas, tačiau šis terminas vartojamas panašių impulsų turbinų identifikavimui.
Vėliau atsirado naujų dizainų, pavyzdžiui, 1919 m. Patentuota „Turgo“ turbina ir „Pelton“ rato modelio įkvėpta „Banki“ turbina.
Peltono turbinos eksploatavimas
Yra dviejų tipų turbinos: reakcijos turbina ir impulsų turbina. Reakcijos turbinoje nuotėkis atliekamas esant uždarytos kameros slėgiui; pavyzdžiui, paprastas sodo purkštuvas.
Peltono tipo impulsų turbinoje, kai ratų periferijoje esantys kibirai tiesiogiai gauna vandenį dideliu greičiu, jie suaktyvina turbinos sukimosi judėjimą, kinetinę energiją paverčia dinamine energija.
Nors reakcijos turbinoje naudojama tiek kinetinė energija, tiek slėgio energija, ir nors visa impulsų turbina tiekiama energija yra kinetinė, todėl abiejų turbinų veikimas priklauso nuo vandens greičio pasikeitimo, taip, kad ši sukamoji dalis veiktų dinamiškai.
Taikymas
Rinkoje yra daug įvairių dydžių turbinų, tačiau rekomenduojama naudoti Pelton tipo turbiną aukštyje nuo 300 metrų iki maždaug 700 metrų ar daugiau.
Mažos turbinos naudojamos buities reikmėms. Dėl dinamiškos energijos, kurią sukelia vandens greitis, ji gali lengvai pagaminti elektros energiją taip, kad šios turbinos dažniausiai naudojamos hidroelektrinių eksploatavimui.
Pavyzdžiui, „Bieudron“ hidroelektrinė Grande Dixence užtvankos komplekse, esanti Šveicarijos Alpėse, Valė kantone, Šveicarijoje.
Ši gamykla pradėjo gaminti 1998 m., Turėdama du pasaulio rekordus: ji turi galingiausią „Pelton“ turbiną pasaulyje ir didžiausią galvą, naudojamą hidroelektrinei gaminti.
Įrenginyje yra trys „Pelton“ turbinos, kurių kiekviena veikia maždaug 1869 metrų aukštyje, o srautas - 25 kubiniai metrai per sekundę.
2000 m. Gruodžio mėn. „Cleuson-Dixence“ užtvankos vartai, maitinantys „Pelton“ turbinas Bieudrone, prasidėjo 1234 metrų, o tai privertė uždaryti elektrinę.
Plyšimas buvo 9 metrų ilgio ir 60 centimetrų pločio, dėl kurio pertrūkių srautas viršijo 150 kubinių metrų per sekundę, t. Y. Jis labai greitai išsiskyrė dideliu kiekiu vandens, sunaikindamas 100 hektarų pločio ganyklų, sodų, miškų, kelių toje vietoje esančių kotedžų ir tvartų plovimas.
Jie atliko puikų tyrimą apie avariją, todėl beveik visiškai pertvarkė priverstinį vamzdį. Pagrindinė plyšimo priežastis dar nežinoma.
Perprojektuojant reikėjo pagerinti vamzdžio pamušalą ir pagerinti dirvožemį aplink priverstinį vamzdį, kad būtų sumažintas vandens srautas tarp vamzdžio ir uolos.
Sugadinta priverstinio vamzdžio dalis buvo nukreipta iš ankstesnės vietos, kad rastų naują, stabilesnę uolieną. Pertvarkyta vartų konstrukcija buvo baigta 2009 m.
Po šios avarijos „Bieudron“ priemonė neveikė, kol 2010 m. Sausio mėn.
