'n Pelton-turbine (ook vertaal: Pelton-waterwiel of Bourdain-turbine, Engels: Pelton wheel of Pelton Turbine) is 'n soort impakturbine wat ontwikkel is deur die Amerikaanse uitvinder Lester W. Ontwikkel deur Alan Pelton. Pelton-turbines gebruik water om te vloei en die waterwiel te tref om energie te verkry, wat verskil van die tradisionele opwaartse inspuitwaterwiel wat deur die gewig van die water self aangedryf word. Voordat Pelton se ontwerp gepubliseer is, het verskeie verskillende weergawes van die botsingsturbine bestaan, maar hulle was minder doeltreffend as Pelton se ontwerp. Nadat die water die waterwiel verlaat het, het die water gewoonlik steeds spoed, wat baie van die kinetiese energie van die waterwiel vermors. Pelton se roeispangeometrie is sodanig dat die waaier die waaier slegs teen 'n baie lae spoed verlaat nadat dit teen die helfte van die spoed van die waterstraal geloop het; daarom vang Pelton se ontwerp die impakenergie van die water byna geheel en al vas, sodat die waterturbine 'n hoë-doeltreffendheid waterturbine het.
Nadat die hoë-doeltreffendheid hoëspoed watervloei die pyplyn binnedring, word die sterk waterkolom deur die naaldklep na die emmervormige waaierlemme op die bewegende wiel gerig om die bewegende wiel aan te dryf. Dit staan ook bekend as die botswaaierlemme, hulle omring die omtrek van die dryfwiel en word gesamentlik die dryfwiel genoem. (Sien foto vir besonderhede, Vintage Pelton Turbine). Soos die waterstraal die waaierlemme tref, sal die vloeirigting van die water verander as gevolg van die vorm van die emmer. Die krag van die waterimpak sal 'n moment op die wateremmer en die bewegende wielstelsel uitoefen en dit gebruik om die bewegende wiel te roteer; die vloeirigting van die water self is "onomkeerbaar", en die watervloei-uitlaat word buite die wateremmer gestel, en die vloeitempo van die watervloei sal tot 'n baie lae spoed daal. Tydens hierdie proses sal die momentum van die vloeistofstraal na die bewegende wiel en van daar na die waterturbine oorgedra word. Die "skok" kan dus inderdaad werk vir die turbine doen. Om die krag en doeltreffendheid van die turbine se werk te maksimeer, is die rotor en turbinestelsel ontwerp om die snelheid van die vloeistofstraal op die emmer te verdubbel. En 'n baie klein deel van die oorspronklike kinetiese energie van die vloeistofstraal sal in die water bly, wat die emmer leegmaak en teen dieselfde spoed vul (sien massabewaring), sodat die hoëdruk-insetvloeistof sonder onderbreking ingespuit kan word. Geen energie hoef vermors te word nie. Gewoonlik sal twee emmers langs mekaar op die rotor gemonteer word, wat die watervloei in twee gelyke pype vir spuitwerk sal verdeel (sien prentjie). Hierdie konfigurasie balanseer die sywaartse laskragte op die rotor en help om gladheid te verseker, terwyl die kinetiese energie van die vloeistofstrale ook na die hidroturbinerotor oorgedra word.
Aangesien water en die meeste vloeistowwe byna onsaampersbaar is, word byna al die beskikbare energie in die eerste stadium vasgevang nadat die vloeistof in die turbine vloei. Pelton-turbines, aan die ander kant, het slegs een bewegende wielgedeelte, anders as gasturbines wat op saampersbare vloeistowwe werk.
Praktiese toepassings Pelton-turbines is een van die beste tipes turbines vir hidro-elektriese kragopwekking en is die mees geskikte tipe turbine vir die omgewing wanneer die beskikbare waterbron baie hoë kophoogtes en lae vloeitempo's het. Daarom is die Pelton-turbine in die hoë kop- en lae vloei-omgewing die mees effektiewe, selfs al word dit in twee strome verdeel, bevat dit steeds dieselfde energie in teorie. Ook moet die leidings wat vir die twee inspuitstrome gebruik word, van vergelykbare gehalte wees, waarvan een 'n lang dun buis en die ander 'n kort wye buis benodig. Pelton-turbines kan op terreine van alle groottes geïnstalleer word. Daar is reeds hidro-elektriese kragsentrales met hidrouliese vertikale as Pelton-turbines in die ton-klas. Die grootste installasie-eenheid kan tot 200 MW wees. Die kleinste Pelton-turbines, aan die ander kant, is slegs 'n paar duim breed en kan gebruik word om energie uit strome te onttrek wat slegs 'n paar liter per minuut vloei. Sommige huishoudelike loodgieterstelsels gebruik Pelton-tipe waterwiele vir waterlewering. Hierdie klein Pelton-turbines word aanbeveel vir gebruik teen kophoogtes van 30 voet (9,1 m) of meer om beduidende krag op te wek. Tans, volgens die watervloei en ontwerp, is die kophoogte van die installasieplek van die Pelton-turbine verkieslik in die reeks van 49 tot 5 905 voet (14,9 tot 1 799,8 meter), maar daar is tans geen teoretiese limiet nie.
Plasingstyd: 2 April 2022
