История турбины Пелтона, эксплуатация, применение

Турбина Пелтона, Также известный как Tangential Hydraulic Wheel или Pelton Wheel, он был изобретен американским Лестером Алленом Пелтоном в 1870-х годах. Хотя несколько типов турбин были созданы до типа Пелтона, это все еще наиболее часто используется из-за его эффективности..

Это импульсная турбина или гидравлическая турбина, которая имеет простую и компактную конструкцию, имеет форму колеса, состоит в основном из ковшей, дефлекторов или разделенных подвижных лопаток, расположенных по ее периферии..

Лопасти могут быть размещены индивидуально или прикреплены к центральной втулке, или все колесо может быть помещено в единый цельный элемент. Для работы он преобразует энергию жидкости в движение, которое генерируется, когда струя воды с высокой скоростью ударяется о движущиеся лопасти, заставляя ее поворачиваться и начинать работу.

Обычно используется для производства электроэнергии на гидроэлектростанциях, где имеющийся резервуар для воды расположен на определенной высоте над турбиной.

индекс

• 1 История
• 2 Работа турбины Пелтона
• 3 Применение
• 4 Ссылки

история

Гидравлические колеса родились от первых колес, которые использовались для отбора воды из рек и были перемещены усилием человека или животных.

Эти колеса датируются вторым веком до нашей эры, когда они добавили весла к окружности колеса. Гидравлические колеса начали использоваться, когда была обнаружена возможность использования энергии токов для работы других машин, в настоящее время известных как турбомашины или гидравлические машины..

Импульсная турбина Пелтона не появлялась до 1870 года, когда шахтер Лестер Аллен Пелтон из США разработал первый механизм с колесами для забора воды, похожий на мельницу, а затем применил паровые двигатели..

Эти механизмы стали представлять сбои в их работе. Оттуда Пелтону пришла в голову идея сконструировать гидравлические колеса с лопастями или лопастями, которые выдерживают удар воды на высокой скорости..

Он заметил, что струя ударила о край лопастей, а не в его центр, и в результате поток воды ушел в обратном направлении, и турбина набрала большую скорость, став более эффективным методом. Этот факт основан на принципе, по которому кинетическая энергия, создаваемая струей, сохраняется и может использоваться для выработки электрической энергии..

Пелтон считается отцом гидроэнергетики за его значительный вклад в развитие гидроэнергетики во всем мире. Его изобретение в конце 1870-х годов, названное им самим Пелтоном Бегуном, было признано наиболее эффективной конструкцией импульсной турбины..

Позже Лестер Пелтон запатентовал свое колесо и в 1888 году основал компанию Pelton Water Wheel Company в Сан-Франциско. «Pelton» является зарегистрированным товарным знаком продукции этой компании, но этот термин используется для идентификации аналогичных импульсных турбин.

Позже появились новые конструкции, такие как турбина Turgo, запатентованная в 1919 году, и турбина Banki, вдохновленная моделью колеса Пелтона..

Работа турбины Пелтона

Существует два типа турбин: реактивная турбина и импульсная турбина. В реакционной турбине сток осуществляется под давлением закрытой камеры; например, простой садовый спринклер.

В импульсной турбине типа Пелтона, когда ковши, расположенные по периферии колеса, непосредственно принимают воду с высокой скоростью, они активируют вращательное движение турбины, преобразуя кинетическую энергию в динамическую энергию.

Хотя и кинетическая энергия, и энергия давления используются в реакционной турбине, и хотя вся энергия, передаваемая в импульсной турбине, является кинетической, следовательно, работа обеих турбин зависит от изменения скорости воды, оказывать динамическое усилие на этот вращающийся элемент.

приложение

На рынке представлено большое разнообразие турбин разных размеров, однако рекомендуется использовать турбину типа Пелтона на высоте от 300 до 700 и более метров..

Малые турбины используются для бытовых целей. Благодаря динамической энергии, генерируемой скоростью воды, она может легко производить электрическую энергию таким образом, что эти турбины в основном используются для работы гидроэлектростанций..

Например, Беудронская ГЭС в комплексе плотины Гранд Диксенс, расположенном в швейцарских Альпах в кантоне Вале, Швейцария..

Этот завод начал производство в 1998 году с двух мировых рекордов: у него самая мощная турбина Пелтона в мире и самая высокая головка, используемая для производства гидроэлектроэнергии..

На предприятии размещены три турбины Пелтона, каждая из которых работает на высоте около 1869 метров, а скорость потока составляет 25 кубических метров в секунду, а КПД превышает 92%..

В декабре 2000 года у ворот плотины Клеусон-Диксенс, которая питает турбины Пелтона в Бьедроне, был разрыв на 1234 метра, что привело к закрытию электростанции.

Разрыв составлял 9 метров в длину и 60 сантиметров в ширину, в результате чего поток через разрыв превышал 150 кубических метров в секунду, то есть он быстро высвобождал большое количество воды под высоким давлением, разрушая проход около 100 гектаров пастбищ, садов, лесов, мытье нескольких шале и сараев, расположенных вокруг этой области.

Они провели большое расследование происшествия, в результате чего почти полностью переработали форсированную трубу. Коренная причина разрыва пока неизвестна.

Перепроектирование потребовало улучшения облицовки трубы и улучшения почвы вокруг принудительной трубы, чтобы уменьшить поток воды между трубой и камнем..

Поврежденный участок форсированной трубы был перенаправлен с предыдущего места, чтобы найти новую скалу, которая была бы более устойчивой. Строительство реконструированной плотины было завершено в 2009 году..

Установка Bieudron не работала после этой аварии, пока она полностью не возобновила свою деятельность в январе 2010 года.

ссылки

1. Колесо Пентона. Википедия, свободная энциклопедия. Восстановлено: en.wikipedia.org
2. Турбина Пелтона. Википедия, свободная энциклопедия. Получено с es.wikipedia.org
3. Лестер Аллен Пелтон. Википедия, свободная энциклопедия. Получено с en.wikipedia.org
4. Беудронская ГЭС. Википедия, свободная энциклопедия. Получено с en.wikipedia.org
5. Турбины Пелтона и Турго. Возобновляемые источники энергии сначала Извлечено из renewablesfirst.co.uk
6. Ханания Дж., Стенхаус К. и Джейсон Донев. Турбина Пелтона. Энциклопедия энергетического образования. Получено с сайта energyeducation.ca
7. Турбина Пелтона - рабочие и конструктивные аспекты. Изучите Инженерное дело. Получено с learnengineering.org
8. Гидравлические турбины ОАО "Силовые машины". Получено с power-m.ru/
9. Колесо Пелтона. Хартвигсен Гидро. Получено с h-hydro.com
10. Болинага Дж. Элементная механика жидкостей. Католический университет имени Андрея Белло. Каракас, 2010. Приложения к гидравлическим машинам. 298.
11. Линсли Р. К. и Францини Дж. Б. Инженерия гидравлических ресурсов. CECSA. Гидравлическая техника. Глава 12. 399-402, 417.
12. Уайли С. Механика жидкостей. Макгроу Хилл. Шестое издание. Теория турбомашин. 531-532.