Пелтонова турбина (също преведена: водно колело на Пелтон или турбина на Бурден, английски: Pelton wheel или Pelton Turbine) е вид ударна турбина, разработена от американския изобретател Лестър У. Разработена от Алън Пелтън. Пелтоновите турбини използват вода, за да тече и да удря водното колело, за да получи енергия, което е различно от традиционното водно колело с впръскване нагоре, задвижвано от теглото на самата вода. Преди публикуването на дизайна на Пелтън, съществуваха няколко различни версии на ударната турбина, но те бяха по-малко ефективни от дизайна на Пелтън. След като водата напусне водното колело, тя обикновено все още има скорост, губейки голяма част от кинетичната енергия на водното колело. Геометрията на лопатката на Пелтън е такава, че работното колело напуска работното колело само с много ниска скорост, след като работи с половината от скоростта на водната струя; следователно, дизайнът на Пелтън улавя почти изцяло енергията на удара на водата, така че водната турбина има високоефективна водна турбина.
След като високоефективният високоскоростен воден поток навлезе в тръбопровода, силният воден стълб се насочва към лопатките на вентилатора с форма на кофа на движещото се колело през игления клапан, за да задвижва движещото се колело. Това е известно още като лопатки на вентилатора с удар, те обграждат периферията на задвижващото колело и се наричат общо задвижващо колело. (Вижте снимката за подробности, Винтидж турбина на Пелтон). Когато водната струя се удари в лопатките на вентилатора, посоката на потока на водата ще се промени поради формата на кофата. Силата на водния удар ще упражни момент върху кофата с вода и системата на движещото се колело и ще го използва, за да завърти движещото се колело; самата посока на потока на водата е „необратима“, а изходът на водния поток е разположен извън кофата с вода, а дебитът на водния поток ще спадне до много ниска скорост. По време на този процес импулсът на флуидната струя ще се прехвърли към движещото се колело и оттам към водната турбина. Така че „ударът“ наистина може да извърши работа за турбината. За да се увеличи максимално мощността и ефективността на работата на турбината, системата от ротор и турбина е проектирана да удвои скоростта на флуидната струя върху кофата. И много малка част от първоначалната кинетична енергия на флуидната струя ще остане във водата, което кара кофата да се изпразва и пълни със същата скорост (вижте запазване на масата), така че входящият флуид под високо налягане може да продължи да се инжектира без прекъсване. Не е необходимо да се губи енергия. Обикновено две кофи се монтират една до друга върху ротора, което ще позволи разделянето на водния поток на две равни тръби за струйно впръскване (вижте снимката). Тази конфигурация балансира силите на странично натоварване върху ротора и помага да се осигури плавност, като същевременно кинетичната енергия от флуидните струи също се прехвърля към ротора на хидротурбината.
Тъй като водата и повечето течности са почти несвиваеми, почти цялата налична енергия се улавя в първия етап, след като флуидът попадне в турбината. Пелтоновите турбини, от друга страна, имат само една движеща се колелна секция, за разлика от газовите турбини, които работят със свиваеми флуиди.
Практически приложения Пелтоновите турбини са едни от най-добрите видове турбини за производство на водноелектрическа енергия и са най-подходящият тип турбина за среда, когато наличният водоизточник има много висок напор и ниски дебити. Следователно, в среда с висок напор и нисък дебит, Пелтонова турбина е най-ефективна, дори ако е разделена на два потока, тя все още съдържа една и съща енергия на теория. Също така, тръбопроводите, използвани за двата инжекционни потока, трябва да са със сравнимо качество, като единият от тях изисква дълга тънка тръба, а другият - къса широка тръба. Пелтоновите турбини могат да се инсталират на обекти с всякакви размери. Вече има водноелектрически централи с хидравлични вертикални валови Пелтонови турбини в клас тон. Най-голямата им инсталационна единица може да бъде до 200 MW. Най-малките Пелтонови турбини, от друга страна, са широки само няколко инча и могат да се използват за извличане на енергия от потоци, които текат само няколко галона в минута. Някои домакински водопроводни системи използват водни колела тип Пелтон за подаване на вода. Тези малки турбини на Пелтон се препоръчват за използване при височина на напор от 9,1 м (30 фута) или повече, за да генерират значителна мощност. Понастоящем, в зависимост от водния поток и дизайна, височината на напорния поток на мястото на монтаж на турбината на Пелтон е за предпочитане в диапазона от 14,9 до 1799,8 метра (49 до 5905 фута), но в момента няма теоретично ограничение.
Време на публикуване: 02 април 2022 г.
