Peltono turbina (taip pat verčiama: Peltono vandens ratas arba Bourdaino turbina, angliškai: Peltono ratas arba Peltono turbina) yra smūginės turbinos rūšis, kurią sukūrė amerikiečių išradėjas Lesteris W. Ją sukūrė Alanas Peltonas. Peltono turbinos tekėjimui naudoja vandenį ir smūgiuoja į vandens ratą, kad gautų energijos, kuri skiriasi nuo tradicinio į viršų įpurškiamo vandens rato, varomo paties vandens svorio. Prieš paskelbiant Peltono projektą, egzistavo kelios skirtingos smūginės turbinos versijos, tačiau jos buvo mažiau efektyvios nei Peltono projektas. Vandeniui ištekėjus iš vandens rato, vanduo paprastai vis tiek turi greitį, eikvodamas didelę dalį vandens rato kinetinės energijos. Peltono mentės geometrija yra tokia, kad sparnuotė palieka sparnuotę tik labai mažu greičiu, prieš tai sukdamasi puse vandens srovės greičio; todėl Peltono konstrukcija beveik visiškai sugeria vandens smūgio energiją, todėl vandens turbina yra didelio efektyvumo.
Kai didelio efektyvumo didelio greičio vandens srautas patenka į vamzdyną, stiprus vandens stulpas per adatinį vožtuvą nukreipiamas į kibiro formos ventiliatoriaus mentes ant besisukančio rato, kad suka judantį ratą. Tai dar vadinama smūginio ventiliatoriaus mentėmis, jos supa varančiojo rato perimetrą ir bendrai vadinamos varomuoju ratu. (Išsamesnė informacija pateikta nuotraukoje, „Vintage Pelton“ turbina). Vandens srovei atsitrenkus į ventiliatoriaus mentes, vandens tekėjimo kryptis keičiasi dėl kibiro formos. Vandens smūgio jėga veikia vandens kibirą ir judančio rato sistemą, ir tai panaudojama judančiam ratui pasukti; paties vandens tekėjimo kryptis yra „negrįžtama“, o vandens srauto išleidimo anga yra nustatyta už vandens kibiro ribų, o vandens srauto greitis sumažės iki labai mažo greičio. Šio proceso metu skysčio srovės impulsas bus perduotas judančiam ratui, o iš ten – vandens turbinai. Taigi „smūgis“ iš tiesų gali atlikti darbą turbinai. Siekiant maksimaliai padidinti turbinos darbo galią ir efektyvumą, rotoriaus ir turbinos sistema suprojektuota taip, kad skysčio srovės greitis į kibirą padvigubėtų. Labai maža pradinės skysčio srovės kinetinės energijos dalis liks vandenyje, todėl kibiras ištuštės ir prisipildys tuo pačiu greičiu (žr. masės tvermės dėsnį), kad aukšto slėgio tiekiamas skystis galėtų būti toliau įpurškiamas be pertrūkių. Nereikia švaistyti energijos. Paprastai ant rotoriaus greta montuojami du kibirai, kurie leis vandens srautą padalyti į du lygius vamzdžius purškimui (žr. paveikslėlį). Ši konfigūracija subalansuoja šonines apkrovos jėgas, veikiančias rotorių, ir padeda užtikrinti sklandų darbą, o skysčio čiurkšlių kinetinė energija taip pat perduodama hidroturbinos rotoriui.
Kadangi vanduo ir dauguma skysčių yra beveik nesuspaudžiami, beveik visa turima energija surenkama pirmajame etape, skysčiui tekant į turbiną. Kita vertus, Peltono turbinos, skirtingai nei dujų turbinos, kurios veikia suspaudžiamais skysčiais, turi tik vieną judančią rato dalį.
Praktinis pritaikymas Peltono turbinos yra vienas geriausių turbinų tipų hidroelektrinės energijos gamybai ir yra tinkamiausias turbinų tipas aplinkai, kai turimas vandens šaltinis turi labai didelį slėgį ir mažą srautą. Todėl esant dideliam slėgiui ir mažam srautui, Peltono turbina yra efektyviausia, net jei ji padalinta į du srautus, teoriškai ji vis tiek turi tą pačią energiją. Be to, dviem įpurškimo srautams naudojami vamzdžiai turi būti panašios kokybės, vienam iš jų reikia ilgo plono vamzdžio, o kitam - trumpo plataus vamzdžio. Peltono turbinas galima montuoti įvairaus dydžio objektuose. Jau yra hidroelektrinių su hidraulinėmis vertikalių velenų Peltono turbinomis tonų klasėje. Didžiausias jos įrengimo agregatas gali siekti iki 200 MW. Kita vertus, mažiausios Peltono turbinos yra tik kelių colių pločio ir gali būti naudojamos energijai išgauti iš srautų, kurie teka tik keliais galonais per minutę. Kai kuriose buitinėse vandentiekio sistemose vandeniui tiekti naudojami Peltono tipo vandens ratai. Šias mažas Peltono turbinas rekomenduojama naudoti 9,1 m (30 pėdų) ar didesniame aukštyje, kad būtų generuojama didelė galia. Šiuo metu, atsižvelgiant į vandens srautą ir konstrukciją, Peltono turbinos įrengimo vietos aukštis pageidautinas yra nuo 14,9 iki 1799,8 metro (49–5 905 pėdų), tačiau šiuo metu teorinės ribos nėra.
Įrašo laikas: 2022 m. balandžio 2 d.
