Peltonin turbiinin historia, käyttö, käyttö



Peltonin turbiini, Tunnetaan myös nimellä Tangential Hydraulic Wheel tai Pelton Wheel, jonka amerikkalainen Lester Allen Pelton keksi 1870-luvulla. Vaikka ennen Peltonin tyyppiä luotiin useita tyyppisiä turbineja, tämä on edelleen yleisin käytös sen tehokkuuden vuoksi..

Se on impulssiturbiini tai hydraulinen turbiini, jolla on yksinkertainen ja kompakti rakenne, joka on pyörän muotoinen ja koostuu pääasiassa kauhoista, poikkileikkauksista tai jaetuista liikkuvista siipistä, jotka sijaitsevat sen kehän ympärillä.

Terät voidaan sijoittaa erikseen tai kiinnittää keskus keskiöön, tai koko pyörä voidaan sijoittaa yhteen kokonaisuuteen. Työskentelemään se muuntaa nesteen energian liikkeeksi, joka syntyy, kun vesisuihku suurella nopeudella osuu liikkuviin teriin, jolloin se kääntyy ja alkaa toimia.

Sitä käytetään yleensä sähkön tuottamiseen vesivoimaloissa, joissa käytettävissä oleva vesisäiliö sijaitsee tietyssä korkeudessa turbiinin yläpuolella..

indeksi

  • 1 Historia
  • 2 Pelton-turbiinin käyttö
  • 3 Sovellus
  • 4 Viitteet

historia

Hydraulipyörät syntyivät ensimmäisiltä pyöriltä, ​​joita käytettiin veteen vetämään joilta ja jotka liikuttivat ihmisten tai eläinten ponnisteluilla.

Nämä pyörät ovat peräisin toisesta vuosisadasta eKr., Kun ne lisäsivät meloja pyörän kehälle. Käytettiin hydraulisia pyöriä, kun havaittiin mahdollisuus käyttää virtojen energiaa käyttämään muita koneita, joita nykyisin tunnetaan turbomoottoreina tai hydraulikoneina..

Peltonin impulssiturbiini ei ilmestynyt vasta vuoteen 1870, jolloin USA: n alkuperäisen kaivostyöntekijä Lester Allen Pelton toteutti ensimmäisen mekanismin, jossa pyörät vetivät vettä, samoin kuin mylly, sitten hän toteutti höyrykoneet.

Nämä mekanismit alkoivat esittää virheitä niiden toiminnassa. Sieltä Peltonilla oli ajatus suunnitella hydraulipyöriä, joissa on terät tai melat, jotka saavat suurta nopeutta aiheuttavan veden iskun..

Hän havaitsi, että suihkukone osui melojen reunaan sen keskelle eikä sen seurauksena käännytetty veden virtaus ja turbiini hankki enemmän nopeutta, jolloin siitä tuli tehokkaampi menetelmä. Tämä seikka perustuu periaatteeseen, jonka avulla suihkun tuottama kineettinen energia säilytetään ja sitä voidaan käyttää sähköenergian tuottamiseen.

Peltonia pidetään vesivoiman isänä, joka on merkittävä panos vesivoiman kehittämiseen kaikkialla maailmassa. Hänen keksintönsä 1870-luvun lopulla, jota itse kutsui Pelton Runneriksi, tunnustettiin impulss turbiinin tehokkaimmaksi suunnitteluksi..

Myöhemmin Lester Pelton patentoi pyöränsä ja vuonna 1888 perusti Peltonin vesipyöräyhtiön San Franciscossa. "Pelton" on kyseisen yrityksen rekisteröity tavaramerkki, mutta termiä käytetään samankaltaisten impulssiturbiinien tunnistamiseen..

Myöhemmin syntyi uusia malleja, kuten vuonna 1919 patentoitu Turgo-turbiini ja Pelton-pyörän mallin innoittama Banki-turbiini..

Peltonin turbiinin käyttö

Turpeja on kahdenlaisia: reaktioturbiini ja impulssiturbiini. Reaktioturbiinissa valuminen suoritetaan suljetun kammion paineen alaisena; esimerkiksi yksinkertainen puutarha sprinkleri.

Pelton-tyyppisessä impulssiturbiinissa, kun pyörän kehällä sijaitsevat kauhat vastaanottavat suoraan vettä suurella nopeudella, ne aktivoivat turbiinin pyörimisliikkeen muuttamalla kineettistä energiaa dynaamiseksi energiaksi.

Vaikka reaktioturbiinissa käytetään sekä kineettistä energiaa että paineenergiaa, ja vaikka kaikki pulssiturbiiniin syötetty energia on kineettistä, molempien turbiinien toiminta riippuu veden nopeuden muutoksesta, käyttää dynaamista voimaa kyseiselle pyörivälle elementille.

hakemus

Markkinoilla on suuri valikoima eri kokoja olevia turbineja, mutta Pelton-tyyppistä turbiinia on suositeltavaa käyttää korkeudeltaan 300 metrin ja noin 700 metrin korkeudessa..

Pieniä turbineja käytetään kotitalouskäyttöön. Vesinopeuden tuottaman dynaamisen energian ansiosta se voi helposti tuottaa sähköenergiaa siten, että näitä turbineja käytetään enimmäkseen vesivoimaloiden käyttöön..

Esimerkiksi Bieudronin vesivoimalaitos Grande Dixencen patokompleksissa sijaitsee Sveitsin Alpeilla Valaisin kantonissa Sveitsissä..

Tämä tehdas aloitti tuotantonsa vuonna 1998 kahdella maailmanennätyksellä: sillä on maailman tehokkain Pelton-turbiini ja korkein vesivoimalaitoksen tuottama pää..

Laitoksessa on kolme Pelton-turbiinia, joista kukin toimii noin 1869 metrin korkeudella ja virtaus 25 kuutiometriä sekunnissa ja joiden tehokkuus on yli 92%.

Joulukuussa 2000 Beleudronissa sijaitsevan Pelton-turbiinien ruokkivan Cleuson-Dixence-paton portilla oli murtuma 1234 metriä ja pakotti voimalaitoksen sulkemisen..

Murtuma oli 9 metriä pitkä ja 60 senttimetriä leveä, mikä aiheutti virtauksen rikkoutumisen yli 150 kuutiometriä sekunnissa, eli suuri määrä vettä vapautui nopeasti suurella paineella. sen kulku on 100 hehtaaria noin laidunmaalla, hedelmätarhojen, metsien, useiden tämän alueen ympärillä sijaitsevien huviloiden ja latojen pesussa.

He tekivät suuren tutkimuksen onnettomuudesta, minkä seurauksena lähes kokonaan uudistettiin pakkoputki. Murtuman perimmäinen syy on vielä tuntematon.

Uudelleensuunnittelu vaati parannuksia putken vuorauksessa ja maaperän parantamisessa pakotetun putken ympärillä veden virtauksen vähentämiseksi putken ja kiven välillä..

Pakotetun putken vaurioitunut osa suunnattiin edellisestä sijainnista uuden kallioperän löytämiseksi, joka oli vakaampi. Uudistetun padon rakentaminen valmistui vuonna 2009.

Bieudronin asennus ei ollut toiminnassa tämän onnettomuuden jälkeen, kunnes se aloitti toimintansa kokonaan tammikuussa 2010.

viittaukset

  1. Penton-pyörä. Wikipedia, vapaa tietosanakirja. Palautettu: en.wikipedia.org
  2. Peltonin turbiini. Wikipedia, vapaa tietosanakirja. Haettu osoitteesta es.wikipedia.org
  3. Lester Allen Pelton. Wikipedia, vapaa tietosanakirja. Haettu osoitteesta en.wikipedia.org
  4. Bieudronin vesivoimala. Wikipedia, vapaa tietosanakirja. Haettu osoitteesta en.wikipedia.org
  5. Pelton ja Turgo Turbines. Uusiutuvat energialähteet Palautettu osoitteesta Renewablesfirst.co.uk
  6. Hanania J., Stenhouse K. ja Jason Donev J. Pelton Turbine. Energy Education Encyclopedia. Haettu osoitteesta energyeducation.ca
  7. Peltonin turbiinityö- ja suunnittelupisteet. Opi tekniikkaa. Haettu osoitteesta learnengineering.org
  8. Hydrauliset turbiinit Power Machines OJSC. Haettu osoitteesta power-m.ru/
  9. Pelton-pyörä. Hartvigsen Hydro. Haettu osoitteesta h-hydro.com
  10. Bolinaga J. J. Nestemäisten elementaarinen mekaniikka. Andrés Bellon katolinen yliopisto. Caracas, 2010. Sovellukset hydraulikoneisiin. 298.
  11. Linsley R. K. ja Franzini J.B. Hydraulisten resurssien suunnittelu. CECSA. Hydrauliset koneet. Luku 12. 399-402, 417.
  12. Wylie S. Fluidien mekaniikka. McGraw Hill. Kuudes painos. Turbomoottoreiden teoria. 531-532.