Peltonova turbina (također prevedeno: Peltonov vodeni kotač ili Bourdainova turbina, engleski: Peltonov kotač ili Peltonova turbina) je vrsta udarne turbine koju je razvio američki izumitelj Lester W. Razvio ju je Alan Pelton. Peltonove turbine koriste vodu za protok i udaraju u vodeni kotač kako bi dobile energiju, što se razlikuje od tradicionalnog vodenog kotača s ubrizgavanjem prema gore pokretanog težinom same vode. Prije objavljivanja Peltonovog dizajna postojalo je nekoliko različitih verzija udarne turbine, ali su bile manje učinkovite od Peltonovog dizajna. Nakon što voda napusti vodeni kotač, voda obično još uvijek ima brzinu, trošeći velik dio kinetičke energije vodenog kotača. Geometrija Peltonove lopatice je takva da impeler napušta impeler samo vrlo malom brzinom nakon što radi na polovici brzine mlaza vode; stoga Peltonov dizajn gotovo u potpunosti hvata energiju udara vode, tako da ima visokoučinkovitu vodenu turbinu.
Nakon što visokoučinkoviti brzi protok vode uđe u cjevovod, snažan stup vode usmjerava se na lopatice ventilatora u obliku kante na pokretnom kotaču kroz igličasti ventil kako bi pokretao pokretni kotač. To je također poznato kao udarne lopatice ventilatora, one okružuju periferiju pogonskog kotača i zajednički se nazivaju pogonskim kotačem. (Pogledajte fotografiju za detalje, Vintage Pelton turbina). Kako mlaz vode udara u lopatice ventilatora, smjer protoka vode će se mijenjati zbog oblika kante. Sila udara vode će vršiti moment na kantu vode i sustav pokretnog kotača, te će to koristiti za rotaciju pokretnog kotača; sam smjer protoka vode je "ireverzibilan", a izlaz protoka vode postavljen je izvan kante vode, a brzina protoka vode će pasti na vrlo malu brzinu. Tijekom ovog procesa, moment mlaza fluida će se prenijeti na pokretni kotač, a odatle na vodenu turbinu. Dakle, "udar" doista može obavljati rad za turbinu. Kako bi se maksimizirala snaga i učinkovitost rada turbine, sustav rotora i turbine dizajniran je tako da udvostruči brzinu mlaza fluida na kantu. Vrlo mali dio izvorne kinetičke energije mlaza fluida ostat će u vodi, što uzrokuje da se kanta prazni i puni istom brzinom (vidi očuvanje mase), tako da se ulazna tekućina pod visokim tlakom može nastaviti ubrizgavati bez prekida. Energija se ne mora gubiti. Obično se dvije kante montiraju jedna pored druge na rotor, što će omogućiti podjelu protoka vode u dvije jednake cijevi za mlaz (vidi sliku). Ova konfiguracija uravnotežuje sile bočnog opterećenja na rotoru i pomaže u osiguravanju glatkoće, dok se kinetička energija iz mlazova fluida također prenosi na rotor hidroturbine.
Budući da su voda i većina tekućina gotovo nestlačive, gotovo sva dostupna energija se hvata u prvoj fazi nakon što fluid teče u turbinu. Peltonove turbine, s druge strane, imaju samo jedan pokretni dio kotača, za razliku od plinskih turbina koje rade na stlačive fluide.
Praktična primjena Peltonove turbine jedna su od najboljih vrsta turbina za proizvodnju hidroelektrana i najprikladnija su vrsta turbine za okoliš kada dostupni izvor vode ima vrlo visoke visine pada i niske protoke. Stoga je u okruženju visokog pada i niskog protoka Peltonova turbina najučinkovitija, čak i ako je podijeljena u dva toka, teoretski i dalje sadrži istu energiju. Također, kanali koji se koriste za dva injekcijska toka moraju biti usporedive kvalitete, od kojih jedan zahtijeva dugu tanku cijev, a drugi kratku široku cijev. Peltonove turbine mogu se instalirati na lokacijama svih veličina. Već postoje hidroelektrane s hidrauličkim vertikalnim Peltonovim turbinama u klasi tona. Njihova najveća instalacijska jedinica može biti do 200 MW. S druge strane, najmanje Peltonove turbine široke su samo nekoliko centimetara i mogu se koristiti za izdvajanje energije iz potoka koji teku samo nekoliko galona u minuti. Neki kućni vodovodni sustavi koriste vodene kotače Peltonovog tipa za isporuku vode. Ove male Peltonove turbine preporučuju se za korištenje na visinama pada od 9,1 m ili više kako bi se generirala značajna snaga. Trenutno, ovisno o protoku vode i dizajnu, visina pada mjesta ugradnje Peltonove turbine poželjno je u rasponu od 14,9 do 1799,8 metara, ali trenutno ne postoji teoretsko ograničenje.
Vrijeme objave: 02.04.2022.
