La turbina Pelton (también traducida como rueda hidráulica Pelton o turbina Bourdain, en inglés: rueda Pelton o turbina Pelton) es un tipo de turbina de impacto, desarrollada por el inventor estadounidense Lester W. Desarrollado por Alan Pelton. Las turbinas Pelton utilizan agua para fluir y golpear la rueda hidráulica para obtener energía, lo cual es diferente de la rueda hidráulica de inyección ascendente tradicional impulsada por el peso del agua. Antes de que se publicara el diseño de Pelton, existían varias versiones diferentes de la turbina de impacto, pero eran menos eficientes que el diseño de Pelton. Después de que el agua sale de la rueda hidráulica, generalmente todavía tiene velocidad, desperdiciando gran parte de la energía cinética de la rueda hidráulica. La geometría de las paletas de Pelton es tal que el impulsor sale del impulsor a una velocidad muy baja después de funcionar a la mitad de la velocidad del chorro de agua; por lo tanto, el diseño de Pelton captura la energía de impacto del agua casi por completo, de modo que tiene una turbina hidráulica de alta eficiencia.
Después de que el flujo de agua de alta velocidad y alta eficiencia ingresa a la tubería, la fuerte columna de agua se dirige a las aspas del ventilador en forma de cubo en la rueda móvil a través de la válvula de aguja para impulsar la rueda móvil. Esto también se conoce como aspas del ventilador de impacto, rodean la periferia de la rueda motriz y se denominan colectivamente rueda motriz. (Ver foto para más detalles, turbina Pelton antigua). A medida que el chorro de agua incide en las aspas del ventilador, la dirección del flujo del agua cambiará debido a la forma del cubo. La fuerza del impacto del agua ejercerá un momento en el cubo de agua y el sistema de rueda móvil, y lo utilizará para girar la rueda móvil; la dirección del flujo del agua en sí es "irreversible", y la salida del flujo de agua se establece fuera del cubo de agua, y el caudal del flujo de agua caerá a una velocidad muy baja. Durante este proceso, el momento del chorro de fluido se transferirá a la rueda móvil y de allí a la turbina hidráulica. Por lo tanto, el "choque" puede realmente realizar trabajo para la turbina. Para maximizar la potencia y la eficiencia de la turbina, el sistema de rotor y turbina está diseñado para duplicar la velocidad del chorro de fluido sobre la cubeta. Una pequeña proporción de la energía cinética original del chorro permanece en el agua, lo que permite que la cubeta se vacíe y se llene a la misma velocidad (véase conservación de masa), de modo que el fluido de entrada a alta presión pueda seguir inyectándose sin interrupción. No se desperdicia energía. Normalmente, se montan dos cubetas una junto a la otra en el rotor, lo que permite dividir el flujo de agua en dos tubos iguales para la inyección (véase la imagen). Esta configuración equilibra las fuerzas de carga lateral sobre el rotor y contribuye a garantizar la suavidad, a la vez que la energía cinética de los chorros de fluido se transfiere al rotor de la turbina hidráulica.
Dado que el agua y la mayoría de los líquidos son prácticamente incompresibles, casi toda la energía disponible se captura en la primera etapa, tras el flujo del fluido hacia la turbina. Las turbinas Pelton, en cambio, solo tienen una sección de rueda móvil, a diferencia de las turbinas de gas que funcionan con fluidos compresibles.
Aplicaciones prácticas: Las turbinas Pelton son uno de los mejores tipos de turbinas para la generación de energía hidroeléctrica y son las más adecuadas para entornos donde la fuente de agua disponible tiene alturas de caída muy altas y caudales bajos. Por lo tanto, en entornos de caída alta y caudal bajo, la turbina Pelton es la más efectiva; incluso si se divide en dos corrientes, teóricamente contiene la misma energía. Además, los conductos utilizados para las dos corrientes de inyección deben ser de calidad comparable; una de ellas requiere un tubo largo y delgado, y la otra, uno corto y ancho. Las turbinas Pelton se pueden instalar en emplazamientos de todos los tamaños. Ya existen centrales hidroeléctricas con turbinas Pelton hidráulicas de eje vertical de la clase de las toneladas. Su unidad de instalación más grande puede alcanzar los 200 MW. Las turbinas Pelton más pequeñas, por otro lado, tienen solo unos pocos centímetros de ancho y se pueden utilizar para extraer energía de corrientes que fluyen solo unos pocos galones por minuto. Algunos sistemas de plomería domésticos utilizan ruedas hidráulicas tipo Pelton para el suministro de agua. Estas pequeñas turbinas Pelton se recomiendan para alturas de caída de 9,1 m (30 pies) o más para generar energía considerable. Actualmente, según el caudal y el diseño, la altura de caída del lugar de instalación de la turbina Pelton se encuentra preferiblemente entre 14,9 y 1799,8 metros (49 y 5905 pies), aunque no existe un límite teórico.
Hora de publicación: 02-abr-2022
