История на пелтонната турбина, работа, приложение

на Турбина на Пелтон, Също известен като тангенциално хидравлично колело или колело Пелтън, той е изобретен от американския Лестър Алън Пелтън през 1870 г. Въпреки че няколко вида турбини са създадени преди типа на Пелтън, това все още е най-често използваното поради неговата ефективност..

Това е импулсна турбина или хидравлична турбина, която има проста и компактна конструкция, с форма на колело, съставена главно от кофи, дефлектори или разделени подвижни крила, разположени около периферията му.

Ножовете могат да бъдат поставени индивидуално или прикрепени към централната главина, или цялото колело може да бъде поставено в една пълна част. За да работи, той преобразува енергията на флуида в движение, което се генерира, когато струя вода с висока скорост удари движещите се остриета, предизвиквайки я да се върти и да започне работа.

Обикновено се използва за производство на електроенергия във водноелектрически централи, където наличният резервоар за вода се намира на определена височина над турбината.

индекс

• 1 История
• 2 Работа на турбината Пелтон
• 3 Приложение
• 4 Препратки

история

Хидравличните колела са родени от първите колела, които са били използвани за изтегляне на вода от реките и са били движени от усилията на човека или животните.

Тези колела датират от втория век пр. Хр., Когато са добавяли гребла към обиколката на колелото. Започнаха да се използват хидравлични колела, когато беше открита възможността да се използва енергията на токовете за работа с други машини, известни като турбомашини или хидравлични машини..

Импулсната турбина на Пелтън не се появява до 1870 г., когато миньорът Лестър Алън Пелтън от САЩ произвежда първия механизъм с колела за изтегляне на вода, подобно на мелница, след което реализира парните двигатели..

Тези механизми започнаха да представят провали в тяхната работа. От там, Pelton излезе с идеята за проектиране на хидравлични колела с остриета или лопатки, които получават шок от вода с висока скорост.

Той забелязал, че струята е ударила ръба на лопатките вместо в центъра и в резултат на това потокът вода останал в обратна посока и турбината придобила по-голяма скорост, превръщайки се в по-ефективен метод. Този факт се основава на принципа, по който кинетичната енергия, произведена от струята, се запазва и може да се използва за генериране на електрическа енергия.

Пелтън се счита за бащата на водноелектрическата енергия, заради значителния си принос за развитието на водноелектрически централи в целия свят. Неговото изобретение в края на 1870-те години, наречено от него като Пелтън бегач, е признато за най-ефективния дизайн на импулсната турбина..

По-късно Лестър Пелтън патентова колелото си и през 1888 г. сформира компанията Pelton Water Wheel в Сан Франциско. "Pelton" е регистрирана търговска марка на продуктите на това дружество, но терминът се използва за идентифициране на подобни импулсни турбини.

По-късно се появиха нови дизайни, като турбината Turgo, патентована през 1919 г., и турбината Banki, вдъхновена от модела на колелото на Пелтон..

Работа на турбината Пелтон

Има два вида турбини: реакционна турбина и импулсна турбина. В реакционната турбина оттичането се извършва под налягане на затворена камера; например, обикновена градинска пръскачка.

В импулсната турбина от типа на Пелтън, когато кофите, разположени по периферията на колелото, директно приемат водата с висока скорост, те активират въртенето на турбината, превръщайки кинетичната енергия в динамична енергия..

Въпреки че в реакционната турбина се използват както кинетичната енергия, така и енергията на налягането, и въпреки че цялата енергия, доставена в импулсна турбина, е кинетична, затова и работата на двете турбини зависи от промяната на скоростта на водата, да упражнява динамична сила върху този въртящ се елемент.

приложение

На пазара има голямо разнообразие от турбини с различни размери, но се препоръчва да се използва турбина тип Pelton с височина от 300 метра до около 700 метра или повече..

Малките турбини се използват за битови цели. Благодарение на динамичната енергия, генерирана от скоростта на водата, тя може лесно да произвежда електрическа енергия по такъв начин, че тези турбини да се използват предимно за експлоатация на водноелектрически централи.

Например, водноелектрическата централа Bieudron в комплекса на язовир Grande Dixence, разположена в швейцарските Алпи в кантона Вале, Швейцария.

Този завод започва производството си през 1998 г. с два световни рекорда: разполага с най-мощната турбина на Pelton в света и с най-високата глава, използвана за производство на водноелектрическа енергия..

Съоръжението разполага с три турбини на Пелтон, всяка от които работи на височина приблизително 1869 метра и поток от 25 кубични метра в секунда, работещи с ефективност по-голяма от 92%.

През декември 2000 г. портата на язовира Cleuson-Dixence, която захранва турбините Pelton в Bieudron, е скъсана на 1234 метра, което принуждава затварянето на електроцентралата.

Разривът беше дълъг 9 метра и широк 60 сантиметра, което доведе до превишаване на разрушаването на 150 кубични метра в секунда, т.е. имало бързо освобождаване на голямо количество вода при високо налягане, унищожавайки преминаването му на 100 хектара приблизително от пасища, овощни градини, гори, измиване на няколко хижи и хамбари, разположени около тази зона.

Те направиха голямо разследване за инцидента, в резултат на което почти изцяло преработиха принудителната тръба. Основната причина за разкъсването все още не е известна.

Редизайнът изисква подобрения в облицовката на тръбата и подобряване на почвата около принудителната тръба, за да се намали притока на вода между тръбата и скалата..

Повредената част на принудителната тръба беше пренасочена от предишното местоположение, за да се намери нова скала, която е по-стабилна. Строителството на преустроения язовир е завършено през 2009 г..

Инсталацията на Bieudron не е функционирала след този инцидент, докато напълно не възобнови дейността си през януари 2010 г..

препратки

1. Penton Wheel. Уикипедия, свободната енциклопедия. Възстановен: en.wikipedia.org
2. Турбина на Пелтон. Уикипедия, свободната енциклопедия. Изтеглено от es.wikipedia.org
3. Лестър Алън Пелтън. Уикипедия, свободната енциклопедия. Изтеглено от en.wikipedia.org
4. Биедронска водноелектрическа централа. Уикипедия, свободната енциклопедия. Изтеглено от en.wikipedia.org
5. Турбини Пелтън и Турго. Възобновяеми източници на първо място Възстановен от renewablesfirst.co.uk
6. Hanania J., Stenhouse K. и Jason Donev J. Pelton Turbine. Енциклопедия за енергийно образование. Изтеглено от energyeducation.ca
7. Пелтонова турбина - работни и дизайнерски аспекти. Научете Инженеринг. Извлечено от learnengineering.org
8. Хидравлични турбини Силови машини ОАО. Получено от power-m.ru/
9. Колелото на Пелтън. Hartvigsen Hydro. Изтеглено от h-hydro.com
10. Bolinaga J. J. Elemental Mechanics of Fluids. Католически университет "Андрес Бело". Каракас, 2010. Приложения към хидравлични машини. 298.
11. Linsley R. K. и Franzini J.B. Инженеринг на хидравлични ресурси. CECSA. Хидравлични машини. Глава 12. 399-402, 417.
12. Wylie S. Механика на флуидите. McGraw Hill. Шесто издание. Теория на турбомашините. 531-532.