Historie, provoz, aplikace Peltonovy turbíny

Peltonova turbína, Také známý jako Tangential Hydraulic Wheel nebo Pelton Wheel, to bylo vynalezeno americkým Lesterem Allenem Peltonem v roce 1870. Ačkoli několik typů turbín bylo vytvořeno před typem Pelton, toto je ještě nejvíce obyčejně použitý kvůli jeho účinnosti.

Jedná se o impulsní turbínu nebo hydraulickou turbínu, která má jednoduchou a kompaktní konstrukci, je ve tvaru kola, složená převážně z kbelíků, deflektorů nebo dělených mobilních lopatek, umístěných po obvodu..

Čepele mohou být umístěny jednotlivě nebo připojeny k centrálnímu náboji, nebo celé kolo může být umístěno v jediném kompletním kusu. Chcete-li pracovat, přemění energii tekutiny do pohybu, který je generován, když proud vody vysokou rychlostí, narazí na pohyblivé lopatky, což způsobí, že se otočí a začne pracovat..

Obecně se používá k výrobě elektřiny ve vodních elektrárnách, kde je dostupná vodní nádrž umístěna v určité výšce nad turbínou.

Index

• 1 Historie
• 2 Provoz Peltonovy turbíny
• 3 Aplikace
• 4 Odkazy

Historie

Hydraulická kola se zrodila z prvních kol, která byla použita k čerpání vody z řek a byla přesunuta snahou člověka nebo zvířat.

Tato kola se datují do druhého století před naším letopočtem, kdy do obvodu kola přidaly pádla. Hydraulická kola začala být používána, když bylo zjištěno, že je možné využít energii proudů k provozování jiných strojů, v současné době známých jako turbomechanické stroje nebo hydraulické stroje..

Peltonova impulsní turbína nevytvořila vzhled až do roku 1870, kdy horník Lester Allen Pelton amerického původu realizoval první mechanismus s kolečky, aby čerpal vodu, podobně jako mlýn, a pak realizoval parní stroje.

Tyto mechanismy začaly představovat selhání svého provozu. Odtud Pelton přišel s myšlenkou navrhnout hydraulická kola s lopatkami nebo pádly, které dostanou šok vody při vysoké rychlosti.

Poznamenal, že tryska dopadla na hranu pádla namísto v jeho středu a v důsledku toho proud vody v opačném směru a turbína získala větší rychlost a stala se efektivnější metodou. Tato skutečnost je založena na principu, podle kterého je kinetická energie produkovaná proudem zachována a může být použita k výrobě elektrické energie..

Pelton je považován za otce vodních elektráren, neboť významně přispívá k rozvoji vodní energie po celém světě. Jeho vynález z konce 70. let 19. století, nazvaný sám sebou jako Pelton Runner, byl uznán jako nejúčinnější design impulsní turbíny..

Později, Lester Pelton patentoval jeho kolo a v roce 1888 tvořil společnost Pelton Water Wheel Company v San Franciscu. "Pelton" je registrovaná ochranná známka produktů této společnosti, ale termín se používá pro identifikaci podobných impulsních turbín.

Později se objevily nové konstrukce, jako například turbína Turgo patentovaná v roce 1919, a turbína Banki inspirovaná modelem Peltonových kol..

Provoz Peltonovy turbíny

Existují dva typy turbín: reakční turbína a impulsní turbína. V reakční turbíně se odtok provádí pod tlakem uzavřené komory; například jednoduchý zahradní postřikovač.

V impulsní turbíně typu Pelton, když kbelíky umístěné na obvodu kola přímo přijímají vodu vysokou rychlostí, aktivují rotační pohyb turbíny a převádějí kinetickou energii na dynamickou energii.

Ačkoliv se v reakční turbíně používá jak kinetická energie, tak i tlaková energie, a ačkoliv veškerá energie dodávaná v pulzní turbíně je kinetická, provoz obou turbín závisí na změně rychlosti vody, vyvíjet dynamickou sílu na tento rotující prvek.

Aplikace

Na trhu existuje celá řada turbín různých velikostí, nicméně se doporučuje použít turbínu typu Pelton ve výškách od 300 metrů do přibližně 700 metrů nebo více..

Malé turbíny se používají pro domácí účely. Díky dynamické energii generované rychlostí vody může snadno vyrábět elektrickou energii tak, že tyto turbíny jsou většinou využívány pro provoz vodních elektráren..

Například vodní elektrárna Bieudron v komplexu přehrady Grande Dixence ve švýcarských Alpách v kantonu Valais, Švýcarsko.

Tato továrna začala svou výrobu v roce 1998, se dvěma světovými rekordy: má nejvýkonnější Peltonovu turbínu na světě a nejvyšší hlavu používanou k výrobě vodních elektráren.

Zařízení má tři Peltonovy turbíny, z nichž každá pracuje ve výšce přibližně 1869 metrů a průtoku 25 kubických metrů za sekundu, pracuje s účinností vyšší než 92%..

V prosinci 2000 měla brána přehrady Cleuson-Dixence, která napájí Peltonovy turbíny v Bieudronu, prasknutí na 1234 metrech, což nutilo uzavření elektrárny..

Roztržka byla 9 metrů dlouhá a 60 cm široká, což způsobilo, že průtok prasknutím přesáhl 150 metrů krychlových za sekundu, to znamená, že měl rychlé uvolnění velkého množství vody při vysokém tlaku, což zničilo jeho průchod 100 hektarů přibližně pastviny, sady, lesy, mytí několika chatek a stodol umístěných v okolí této oblasti.

Oni dělali velký vyšetřování o nehodě, v důsledku toho téměř kompletně přepracován nucené potrubí. Kořenová příčina prasknutí je stále neznámá.

Redesign vyžadoval zlepšení obložení trubky a zlepšení půdy kolem nuceného potrubí pro snížení průtoku vody mezi trubkou a horninou..

Poškozený úsek nuceného potrubí byl přesměrován z předchozí lokality, aby našel novou skálu, která byla stabilnější. Stavba na přepracované přehradě byla dokončena v roce 2009.

Instalace systému Bieudron nebyla po této nehodě funkční, dokud v lednu 2010 plně neobnovila svou činnost.

Odkazy

1. Penton Wheel. Experimentální strojový překlad hesla Wikipedia z encyklopedie Wikipedia pořízený překladačem Eurotran. Obnoveno: en.wikipedia.org
2. Peltonova turbína. Experimentální strojový překlad hesla Wikipedia z encyklopedie Wikipedia pořízený překladačem Eurotran. Zdroj: es.wikipedia.org
3. Lester Allen Pelton. Experimentální strojový překlad hesla Wikipedia z encyklopedie Wikipedia pořízený překladačem Eurotran. Zdroj: en.wikipedia.org
4. Hydroelektrárna Bieudron. Experimentální strojový překlad hesla Wikipedia z encyklopedie Wikipedia pořízený překladačem Eurotran. Zdroj: en.wikipedia.org
5. Pelton a Turgo Turbines. Obnovitelné zdroje Nejprve Obnoveno z obnovitelných zdrojů
6. Hanania J., Stenhouse K., a Jason Donev J. Pelton Turbine. Encyklopedie energetického vzdělávání. Zdroj: energyeducation.ca
7. Pelton Turbine - Pracovní a konstrukční aspekty. Naučte se inženýrství. Zdroj: learnengineering.org
8. Hydraulické turbíny Energetické stroje OJSC. Zdroj: power-m.ru/
9. Peltonovo kolo. Hartvigsen Hydro. Získáno z h-hydro.com
10. Bolinaga J. J. Elementální mechanika tekutin. Katolická univerzita Andrése Bella. Caracas, 2010. Aplikace pro hydraulické stroje. 298.
11. Linsley R. K. a Franzini J.B. Inženýrství hydraulických zdrojů. CECSA. Hydraulické stroje. Kapitola 12. 399-402, 417.
12. Wylie S. Mechanika tekutin. McGraw Hill. Šesté vydání. Teorie turbín. 531-532.