Pelton turbină istorie, funcționare, aplicare



Turbina Pelton, De asemenea, cunoscut sub numele de Pelton roata waterwheel tangențială sau a fost inventat de americanul Lester Allen Pelton la începutul anului 1870. Deși diferite tipuri de turbine au fost create înainte de tipul Pelton, acest lucru rămâne cel mai utilizat în prezent de dvs. eficacitate.

Este o turbina sau apa turbina de impuls, care are un design simplu și compact, sub formă de roată, compusă în principal din polonice, șicanele sau lame divizate, situate în jurul periferiei sale în mișcare.

Ventilele pot fi amplasate individual sau atașate la butucul central sau întreaga roată poate fi plasată într-o singură piesă completă. Pentru a lucra, convertește energia fluidului în mișcare, care este generată atunci când un jet de apă la o viteză mare atinge paletele în mișcare, determinând-o să se întoarcă și să înceapă să lucreze.

În general, acesta este utilizat pentru a produce energie electrică în centrale hidroelectrice, unde rezervorul de apă disponibil este situat la o anumită înălțime deasupra turbinei.

index

  • 1 Istorie
  • 2 Funcționarea turbinei Pelton
  • 3 Aplicație
  • 4 Referințe

istorie

Roțile hidraulice s-au născut din primele roți care au fost folosite pentru a extrage apă din râuri și au fost mișcate de efortul omului sau al animalelor.

Aceste roți datează din secolul al II-lea î.Hr., când au adăugat padele la circumferința roții. Au început să se utilizeze roți hidraulice, când a fost descoperită posibilitatea utilizării energiei curenților pentru a opera alte mașini, cunoscute în prezent ca mașini de turbomotor sau mașini hidraulice.

turbină Pelton impuls, nu a oferit face aparitia pana in 1870, cand mineritul Lester Allen Pelton de origine americană a implementat primul mecanism cu roți pentru a trage apa, similar cu o moară, atunci motoarele cu aburi puse în aplicare.

Aceste mecanisme au început să prezinte defecțiuni în funcționarea lor. De acolo, Pelton sa gândit să proiecteze roți hidraulice cu lame sau lame care primesc șocul de apă la viteză mare.

El a observat că jetul a lovit marginea lamelor, mai degrabă decât în ​​centrul său și, ca urmare a fluxului de apă în direcția inversă și turbina achiziționată mai repede, făcându-l o metodă mai eficientă. Acest fapt se bazează pe principiul prin care energia cinetică produsă de jet este conservată și poate fi utilizată pentru a genera energie electrică.

Pelton este considerat tatăl puterii hidroelectrice, pentru contribuția sa semnificativă la dezvoltarea hidroenergiei în întreaga lume. Invenția sa la sfârșitul anilor 1870, numită de el însuși ca Pelton Runner, a fost recunoscută ca fiind cel mai eficient proiect al turbinei impulsive.

Mai târziu, Lester Pelton și-a patentat roata și în 1888 a format compania Pelton Water Wheel din San Francisco. "Pelton" este o marcă comercială înregistrată a produselor respectivei companii, dar termenul este folosit pentru identificarea turbinelor cu impuls similar.

Ulterior, au apărut noi modele, cum ar fi turbina Turgo brevetată în 1919 și turbina Banki inspirată de modelul de roți Pelton.

Funcționarea turbinei Pelton

Există două tipuri de turbine: turbină de reacție și turbină de impuls. Într-o turbină de reacție, scurgerea se efectuează sub presiunea unei camere închise; de exemplu, un sprinkler de grădină simplu.

În turbina de impuls tip Pelton, atunci când gălețile situate la periferia roții primesc direct apa la viteză mare, ele acționează mișcarea de rotație a turbinei, transformând energia cinetică în energie dinamică.

Deși atât energia cinetică și energia de presiune este utilizată în turbina de reacție și, deși toată energia livrată la o turbină de impuls este cinetică, prin urmare, funcționarea ambelor turbinelor depinde de o schimbare a vitezei apei, astfel încât să exercite o forță dinamică în acest element rotativ.

cerere

Există o varietate de turbine in diferite dimensiuni de pe piață, cu toate acestea, este recomandabil să se utilizeze turbina Pelton în înălțime de la 300m la 700m sau mai mult de aproximativ.

Turbinele mici sunt utilizate în scopuri casnice. Datorită energiei dinamice generate de viteza apei, aceasta poate produce cu ușurință energie electrică astfel încât aceste turbine să fie utilizate în cea mai mare parte pentru funcționarea instalațiilor hidroelectrice.

De exemplu, centrala hidroelectrică Bieudron din complexul barajului Grande Dixence situată în Alpii elvețieni din cantonul Valais, Elveția.

Această plantă a început producția în 1998, cu două înregistrări mondiale: are cea mai puternică turbină Pelton din lume și cel mai înalt cap de producție a energiei hidroelectrice.

Instalația găzduiește trei turbine Pelton, fiecare funcționând la o înălțime de aproximativ 1869 metri și un debit de 25 de metri cubi pe secundă, cu o eficiență mai mare de 92%.

În decembrie 2000, poarta barajului Cleuson-Dixence, care alimentează turbinele Pelton în Bieudron, a avut o ruptură la 1234 metri, forțând închiderea centralei electrice.

Ruptura a fost de 9 metri lungime cu o lățime de 60 de centimetri, ceea ce a făcut ca ruptura să depășească 150 de metri cubi pe secundă, adică avea o eliberare rapidă a unei cantități mari de apă la o presiune ridicată, distrugând pasajul său de aproximativ 100 de hectare de pășuni, livezi, păduri, spălarea mai multor cabane și hambare situate în jurul acestei zone.

Ei au făcut o investigație minunată despre accident, rezultând aproape complet reproiectarea conductei forțate. Cauza principală a rupturii este încă necunoscută.

Redesignul a necesitat îmbunătățiri ale căptușelii conductei și îmbunătățirea solului din jurul conductei forțate pentru a reduce debitul de apă dintre țeavă și rocă.

Secțiunea deteriorată a conductei forțate a fost redirecționată din locația anterioară pentru a găsi o rocă nouă care era mai stabilă. Construcția poarta reproiectată a fost finalizată în 2009.

Instalarea lui Bieudron nu a funcționat după acest accident până la reluarea activităților sale în ianuarie 2010.

referințe

  1. Penton Wheel. Wikipedia, enciclopedia gratuită. Adus: en.wikipedia.org
  2. Turbina Pelton. Wikipedia, enciclopedia gratuită. Adus de la es.wikipedia.org
  3. Lester Allen Pelton. Wikipedia, enciclopedia gratuită. Adus de la en.wikipedia.org
  4. Centrala hidroelectrică Bieudron. Wikipedia, enciclopedia gratuită. Adus de la en.wikipedia.org
  5. Turbinele Pelton și Turgo. Încă de la început Recuperat de la renewablesfirst.co.uk
  6. Hanania J., Stenhouse K. și Jason Donev J. Pelton Turbine. Educație pentru educația energiei. Adus de la energyeducation.ca
  7. Pelton Turbine - Aspecte de lucru și de proiectare. Aflați inginerie. Adus de la learnengineering.org
  8. Turbine hidraulice Mașini electrice OJSC. Adus de la power-m.ru/
  9. Pelton Wheel. Hartvigsen Hydro. Adus de la h-hydro.com
  10. Bolinaga J. J. Mecanica Elementelor Fluide. Universitatea Catolică Andrés Bello. Caracas, 2010. Aplicații pentru mașinile hidraulice. 298.
  11. Linsley R. K. și Franzini J.B. Ingineria resurselor hidraulice. CECSA. Mașini hidraulice. Capitolul 12. 399-402, 417.
  12. Wylie S. Mecanica fluidelor. McGraw Hill. A șasea ediție. Teoria turbomachinelor. 531-532.