A turbina Pelton (tamén traducida como roda hidráulica Pelton ou turbina Bourdain, en inglés: roda Pelton ou turbina Pelton) é un tipo de turbina de impacto desenvolvida polo inventor estadounidense Lester W. Pelton. As turbinas Pelton usan auga para fluír e golpear a roda hidráulica para obter enerxía, o que é diferente da roda hidráulica tradicional de inxección ascendente impulsada polo propio peso da auga. Antes de que se publicase o deseño de Pelton, existían varias versións diferentes da turbina de impacto, pero eran menos eficientes que o deseño de Pelton. Despois de que a auga saia da roda hidráulica, a auga normalmente aínda ten velocidade, desperdiciando gran parte da enerxía cinética da roda hidráulica. A xeometría das paletas de Pelton é tal que o impulsor sae do impulsor só a unha velocidade moi baixa despois de funcionar á metade da velocidade do chorro de auga; polo tanto, o deseño de Pelton captura a enerxía de impacto da auga case por completo, de xeito que ten unha turbina de auga de alta eficiencia.
Despois de que o fluxo de auga de alta eficiencia e alta velocidade entre na tubaxe, a forte columna de auga diríxese ás aspas do ventilador en forma de balde da roda móbil a través da válvula de agulla para impulsar a roda móbil. Isto tamén se coñece como aspas do ventilador de impacto, rodean a periferia da roda motriz e denomínanse conxuntamente roda motriz. (Vexa a foto para máis detalles, turbina Pelton clásica). A medida que o chorro de auga incide nas aspas do ventilador, a dirección do fluxo da auga cambia debido á forma do balde. A forza do impacto da auga exercerá un momento sobre o balde de auga e o sistema de rodas móbiles, e usará isto para xirar a roda móbil; a dirección do fluxo da propia auga é "irreversible", e a saída do fluxo de auga establécese fóra do balde de auga, e o caudal do fluxo de auga caerá a unha velocidade moi baixa. Durante este proceso, o momento do chorro de fluído transferirase á roda móbil e de alí á turbina de auga. Polo tanto, o "choque" pode facer traballo para a turbina. Para maximizar a potencia e a eficiencia do traballo da turbina, o sistema de rotor e turbina está deseñado para duplicar a velocidade do chorro de fluído sobre a cubeta. E unha proporción moi pequena da enerxía cinética orixinal do chorro de fluído permanecerá na auga, o que fai que a cubeta se baleire e se encha á mesma velocidade (véxase conservación da masa), de xeito que o fluído de entrada a alta presión poida seguir inxectándose sen interrupcións. Non é necesario desperdiciar enerxía. Normalmente, montaranse dúas cubetas unha ao lado da outra no rotor, o que permitirá dividir o fluxo de auga en dous tubos iguais para o chorro (véxase a imaxe). Esta configuración equilibra as forzas de carga lateral no rotor e axuda a garantir a suavidade, mentres que a enerxía cinética dos chorros de fluído tamén se transfire ao rotor da turbina hidroeléctrica.
Dado que a auga e a maioría dos líquidos son case incompresibles, case toda a enerxía dispoñible captúrase na primeira etapa despois de que o fluído flúa cara á turbina. As turbinas Pelton, pola contra, só teñen unha sección de roda móbil, a diferenza das turbinas de gas que funcionan con fluídos compresibles.
Aplicacións prácticas As turbinas Pelton son un dos mellores tipos de turbinas para a xeración de enerxía hidroeléctrica e son o tipo de turbina máis axeitado para o ambiente cando a fonte de auga dispoñible ten alturas de carga moi elevadas e caudais baixos. Polo tanto, no ambiente de alta carga e baixo caudal, a turbina Pelton é a máis eficaz, mesmo se se divide en dous fluxos, aínda contén a mesma enerxía en teoría. Ademais, os condutos utilizados para os dous fluxos de inxección deben ser de calidade comparable, un dos cales require un tubo longo e delgado e o outro un tubo curto e ancho. As turbinas Pelton pódense instalar en sitios de todos os tamaños. Xa existen centrais hidroeléctricas con turbinas Pelton de eixe vertical hidráulico na clase de toneladas. A súa unidade de instalación máis grande pode ser de ata 200 MW. As turbinas Pelton máis pequenas, por outra banda, só teñen uns poucos centímetros de ancho e pódense usar para extraer enerxía de fluxos que flúen só uns poucos galóns por minuto. Algúns sistemas de fontanería domésticos utilizan rodas hidráulicas tipo Pelton para o subministro de auga. Recoméndase o uso destas pequenas turbinas Pelton a alturas de cabeza de 30 pés (9,1 m) ou máis para xerar unha potencia significativa. Na actualidade, segundo o caudal e o deseño da auga, a altura da cabeza do lugar de instalación da turbina Pelton está preferentemente no rango de 49 a 5.905 pés (14,9 a 1.799,8 metros), pero non hai un límite teórico na actualidade.
Data de publicación: 02-04-2022
