Peltona turbīna (tulkojumā: Peltona ūdensrats vai Burdēna turbīna, angļu valodā: Peltona rats vai Peltona turbīna) ir trieciena turbīnas veids, ko izstrādāja amerikāņu izgudrotājs Lesters V. Izstrādātājs Alans Peltons. Peltona turbīnas izmanto ūdeni, lai plūstu un triecienu ūdensratam, lai iegūtu enerģiju, kas atšķiras no tradicionālā augšupvērstas iesmidzināšanas ūdensrata, ko darbina paša ūdens svars. Pirms Peltona projekta publicēšanas pastāvēja vairākas dažādas trieciena turbīnas versijas, taču tās bija mazāk efektīvas nekā Peltona projekts. Pēc tam, kad ūdens atstāj ūdensratu, ūdenim parasti joprojām ir ātrums, izšķērdējot lielu daļu ūdensrata kinētiskās enerģijas. Peltona lāpstiņas ģeometrija ir tāda, ka lāpstiņritenis atstāj lāpstiņriteni tikai ar ļoti mazu ātrumu pēc tam, kad tas ir darbojies ar pusi no ūdens strūklas ātruma; tāpēc Peltona projekts gandrīz pilnībā uztver ūdens trieciena enerģiju, tāpēc tai ir augstas efektivitātes ūdens turbīna.
Pēc tam, kad augstas efektivitātes ātrgaitas ūdens plūsma nonāk cauruļvadā, spēcīgais ūdens stabs caur adatvārstu tiek novirzīts uz kausa formas ventilatora lāpstiņām uz kustīgā riteņa, lai darbinātu kustīgo riteni. To sauc arī par trieciena ventilatora lāpstiņām, tās ieskauj piedziņas riteņa perifēriju un kopā tiek sauktas par piedziņas riteni. (Sīkāku informāciju skatiet fotoattēlā, Vintage Pelton turbīna). Kad ūdens strūkla iedarbojas uz ventilatora lāpstiņām, ūdens plūsmas virziens mainīsies spaiņa formas dēļ. Ūdens trieciena spēks radīs momentu uz ūdens spaini un kustīgo riteņu sistēmu, un tas tiks izmantots, lai pagrieztu kustīgo riteni; paša ūdens plūsmas virziens ir "neatgriezenisks", un ūdens plūsmas izvads atrodas ārpus ūdens spaiņa, un ūdens plūsmas ātrums samazināsies līdz ļoti zemam ātrumam. Šī procesa laikā šķidruma strūklas impulss tiks pārnests uz kustīgo riteni un no turienes uz ūdens turbīnu. Tātad "trieciens" patiešām var veikt darbu turbīnas labā. Lai maksimāli palielinātu turbīnas darba jaudu un efektivitāti, rotora un turbīnas sistēma ir konstruēta tā, lai dubultotu šķidruma strūklas ātrumu uz spaini. Un ļoti maza daļa no šķidruma strūklas sākotnējās kinētiskās enerģijas paliks ūdenī, kas liek spainim iztukšoties un piepildīties ar tādu pašu ātrumu (skatīt masas nezūdamības likumu), lai augstspiediena ievades šķidrumu varētu turpināt iesmidzināt bez pārtraukuma. Enerģija nav jātērē. Parasti uz rotora blakus tiek uzstādīti divi spaiņi, kas ļaus ūdens plūsmu sadalīt divās vienādās caurulēs strūklas veidošanai (skatīt attēlu). Šī konfigurācija līdzsvaro sānu slodzes spēkus uz rotoru un palīdz nodrošināt vienmērīgu darbību, savukārt kinētiskā enerģija no šķidruma strūklām tiek pārnesta arī uz hidroturbīnas rotoru.
Tā kā ūdens un lielākā daļa šķidrumu ir gandrīz nesaspiežami, gandrīz visa pieejamā enerģija tiek uztverta pirmajā posmā pēc tam, kad šķidrums ieplūst turbīnā. Savukārt Peltona turbīnām ir tikai viena kustīga riteņa sekcija, atšķirībā no gāzes turbīnām, kas darbojas ar saspiežamiem šķidrumiem.
Praktiskais pielietojums Peltona turbīnas ir viens no labākajiem turbīnu veidiem hidroelektroenerģijas ražošanai un ir vispiemērotākais turbīnu veids videi, kad pieejamajam ūdens avotam ir ļoti augsts spiediena augstums un zems plūsmas ātrums. efektīva. Tāpēc vidē ar augstu spiediena līmeni un zemu plūsmas ātrumu Peltona turbīna ir visefektīvākā, pat ja tā ir sadalīta divās plūsmās, teorētiski tā joprojām satur vienādu enerģiju. Arī cauruļvadiem, ko izmanto abām iesmidzināšanas plūsmām, jābūt salīdzināmas kvalitātes, no kurām vienai nepieciešama gara, plāna caurule, bet otrai - īsa, plata caurule. Peltona turbīnas var uzstādīt visu izmēru objektos. Jau ir hidroelektrostacijas ar hidrauliskām vertikālā vārpstas Peltona turbīnām tonnu klasē. Tās lielākā uzstādīšanas vienība var sasniegt 200 MW. Savukārt mazākās Peltona turbīnas ir tikai dažas collas platas un var izmantot, lai iegūtu enerģiju no straumēm, kas plūst tikai dažus galonus minūtē. Dažās mājsaimniecības santehnikas sistēmās ūdens padevei tiek izmantoti Peltona tipa ūdensrati. Šīs mazās Peltona turbīnas ieteicams izmantot 9,1 m (30 pēdu) vai lielākā augstumā, lai radītu ievērojamu jaudu. Pašlaik, atkarībā no ūdens plūsmas un konstrukcijas, Peltona turbīnas uzstādīšanas vietas galvas augstums vēlams ir no 14,9 līdz 1799,8 metriem (49 līdz 5905 pēdām), taču pašlaik nav teorētiska ierobežojuma.
Publicēšanas laiks: 2022. gada 2. aprīlis
