പെൽട്ടൺ ടർബൈനിന്റെ അവലോകനവും ഡിസൈൻ തത്വങ്ങളും

പെൽട്ടൺ ടർബൈൻ (ഇതും വിവർത്തനം ചെയ്യുന്നു: പെൽട്ടൺ വാട്ടർവീൽ അല്ലെങ്കിൽ ബോർഡെയ്ൻ ടർബൈൻ, ഇംഗ്ലീഷ്: പെൽട്ടൺ വീൽ അല്ലെങ്കിൽ പെൽട്ടൺ ടർബൈൻ) എന്നത് അമേരിക്കൻ കണ്ടുപിടുത്തക്കാരനായ ലെസ്റ്റർ ഡബ്ല്യു വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ഒരു തരം ഇംപാക്ട് ടർബൈനാണ്. അലൻ പെൽട്ടൺ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തത്. പെൽട്ടൺ ടർബൈനുകൾ വെള്ളം ഉപയോഗിച്ച് ഒഴുകുകയും ഊർജ്ജം ലഭിക്കുന്നതിന് വാട്ടർവീലിൽ തട്ടുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് പരമ്പരാഗതമായി ജലത്തിന്റെ ഭാരം കൊണ്ട് നയിക്കപ്പെടുന്ന മുകളിലേക്ക്-ഇഞ്ചക്ഷൻ വാട്ടർവീലിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമാണ്. പെൽട്ടന്റെ രൂപകൽപ്പന പ്രസിദ്ധീകരിക്കുന്നതിന് മുമ്പ്, ഇംപിംഗ്മെന്റ് ടർബൈനിന്റെ നിരവധി വ്യത്യസ്ത പതിപ്പുകൾ നിലവിലുണ്ടായിരുന്നു, പക്ഷേ അവ പെൽട്ടന്റെ രൂപകൽപ്പനയേക്കാൾ കാര്യക്ഷമത കുറവായിരുന്നു. വെള്ളം ജലചക്രത്തിൽ നിന്ന് പുറത്തുപോയതിനുശേഷം, വെള്ളത്തിന് സാധാരണയായി വേഗതയുണ്ട്, ജലചക്രത്തിന്റെ ഗതികോർജ്ജത്തിന്റെ ഭൂരിഭാഗവും പാഴാക്കുന്നു. പെൽട്ടന്റെ പാഡിൽ ജ്യാമിതി, വാട്ടർ ജെറ്റിന്റെ പകുതി വേഗതയിൽ ഓടിയ ശേഷം ഇംപെല്ലർ വളരെ കുറഞ്ഞ വേഗതയിൽ മാത്രം ഇംപെല്ലറിൽ നിന്ന് പുറപ്പെടുന്നു; അതിനാൽ, പെൽട്ടന്റെ രൂപകൽപ്പന വെള്ളത്തിന്റെ ഇംപാക്ട് എനർജി ഏതാണ്ട് പൂർണ്ണമായും പിടിച്ചെടുക്കുന്നു, അതിനാൽ ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയുള്ള വാട്ടർ ടർബൈൻ ഉണ്ട്.

ഉയർന്ന ദക്ഷതയുള്ള അതിവേഗ ജലപ്രവാഹം പൈപ്പ്‌ലൈനിലേക്ക് പ്രവേശിച്ചതിനുശേഷം, ശക്തമായ ജലസ്തംഭം സൂചി വാൽവിലൂടെ ചലിക്കുന്ന ചക്രത്തിലെ ബക്കറ്റ് ആകൃതിയിലുള്ള ഫാൻ ബ്ലേഡുകളിലേക്ക് നയിക്കപ്പെടുകയും ചലിക്കുന്ന ചക്രം ഓടിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇതിനെ ഇംപിംഗ്‌മെന്റ് ഫാൻ ബ്ലേഡുകൾ എന്നും വിളിക്കുന്നു, അവ ഡ്രൈവിംഗ് വീലിന്റെ ചുറ്റളവിനെ ചുറ്റിപ്പറ്റിയാണ്, അവയെ മൊത്തത്തിൽ ഡ്രൈവിംഗ് വീൽ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. (വിശദാംശങ്ങൾക്ക് ഫോട്ടോ കാണുക, വിന്റേജ് പെൽട്ടൺ ടർബൈൻ). വാട്ടർ ജെറ്റ് ഫാൻ ബ്ലേഡുകളിൽ പതിക്കുമ്പോൾ, ബക്കറ്റിന്റെ ആകൃതി കാരണം വെള്ളത്തിന്റെ ഒഴുക്കിന്റെ ദിശ മാറും. ജല ആഘാതത്തിന്റെ ശക്തി വാട്ടർ ബക്കറ്റിലും ചലിക്കുന്ന ചക്ര സംവിധാനത്തിലും ഒരു നിമിഷം ചെലുത്തും, ഇത് ചലിക്കുന്ന ചക്രം തിരിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കും; ജലത്തിന്റെ ഒഴുക്ക് ദിശ തന്നെ "തിരിച്ചറിയാൻ കഴിയാത്തതാണ്", കൂടാതെ ജലപ്രവാഹ ഔട്ട്‌ലെറ്റ് വാട്ടർ ബക്കറ്റിന് പുറത്ത് സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ ജലപ്രവാഹത്തിന്റെ ഒഴുക്കിന്റെ നിരക്ക് വളരെ കുറഞ്ഞ വേഗതയിലേക്ക് താഴും. ഈ പ്രക്രിയയിൽ, ദ്രാവക ജെറ്റിന്റെ ആക്കം ചലിക്കുന്ന ചക്രത്തിലേക്കും അവിടെ നിന്ന് വാട്ടർ ടർബൈനിലേക്കും മാറ്റപ്പെടും. അതിനാൽ "ഷോക്ക്" തീർച്ചയായും ടർബൈനിനായി പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയും. ടർബൈനിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ ശക്തിയും കാര്യക്ഷമതയും പരമാവധിയാക്കുന്നതിന്, ബക്കറ്റിലേക്കുള്ള ദ്രാവക ജെറ്റിന്റെ വേഗത ഇരട്ടിയാക്കുന്നതിനാണ് റോട്ടറും ടർബൈൻ സംവിധാനവും രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നത്. ദ്രാവക ജെറ്റിന്റെ യഥാർത്ഥ ഗതികോർജ്ജത്തിന്റെ വളരെ ചെറിയ ഒരു ഭാഗം വെള്ളത്തിൽ നിലനിൽക്കും, ഇത് ബക്കറ്റ് ശൂന്യമാക്കുകയും അതേ വേഗതയിൽ നിറയുകയും ചെയ്യുന്നു (മാസ് കൺസർവേഷൻ കാണുക), അങ്ങനെ ഉയർന്ന മർദ്ദത്തിലുള്ള ഇൻപുട്ട് ദ്രാവകം തടസ്സമില്ലാതെ കുത്തിവയ്ക്കുന്നത് തുടരാം. ഊർജ്ജം പാഴാക്കേണ്ടതില്ല. സാധാരണയായി, റോട്ടറിൽ വശങ്ങളിലായി രണ്ട് ബക്കറ്റുകൾ ഘടിപ്പിക്കും, ഇത് ജലപ്രവാഹത്തെ ജെറ്റിംഗിനായി രണ്ട് തുല്യ പൈപ്പുകളായി വിഭജിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു (ചിത്രം കാണുക). ഈ കോൺഫിഗറേഷൻ റോട്ടറിലെ സൈഡ് ലോഡ് ഫോഴ്‌സുകളെ സന്തുലിതമാക്കുകയും സുഗമത ഉറപ്പാക്കാൻ സഹായിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, അതേസമയം ദ്രാവക ജെറ്റുകളിൽ നിന്നുള്ള ഗതികോർജ്ജവും ഹൈഡ്രോ ടർബൈൻ റോട്ടറിലേക്ക് മാറ്റപ്പെടുന്നു.

വെള്ളവും മിക്ക ദ്രാവകങ്ങളും ഏതാണ്ട് കംപ്രസ്സുചെയ്യാൻ കഴിയാത്തതിനാൽ, ദ്രാവകം ടർബൈനിലേക്ക് ഒഴുകിയതിനുശേഷം ലഭ്യമായ മിക്കവാറും എല്ലാ ഊർജ്ജവും ആദ്യ ഘട്ടത്തിൽ പിടിച്ചെടുക്കപ്പെടുന്നു. മറുവശത്ത്, കംപ്രസ്സുചെയ്യാവുന്ന ദ്രാവകങ്ങളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഗ്യാസ് ടർബൈനുകളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, പെൽട്ടൺ ടർബൈനുകൾക്ക് ഒരു ചലിക്കുന്ന ചക്ര വിഭാഗം മാത്രമേയുള്ളൂ.

പ്രായോഗിക പ്രയോഗങ്ങൾ: ജലവൈദ്യുത ഉൽപ്പാദനത്തിനുള്ള ഏറ്റവും മികച്ച തരം ടർബൈനുകളിൽ ഒന്നാണ് പെൽട്ടൺ ടർബൈനുകൾ, ലഭ്യമായ ജലസ്രോതസ്സിന് വളരെ ഉയർന്ന ഹെഡ് ഹൈറ്റുകളും കുറഞ്ഞ ഫ്ലോ റേറ്റുകളും ഉള്ളപ്പോൾ പരിസ്ഥിതിക്ക് ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ തരം ടർബൈനുകളാണിത്. ഫലപ്രദമാണ്. അതിനാൽ, ഉയർന്ന ഹെഡ്, ലോ ഫ്ലോ പരിതസ്ഥിതിയിൽ, പെൽട്ടൺ ടർബൈൻ ഏറ്റവും ഫലപ്രദമാണ്, രണ്ട് സ്ട്രീമുകളായി വിഭജിച്ചാലും, അതിൽ ഇപ്പോഴും സിദ്ധാന്തത്തിൽ ഒരേ ഊർജ്ജം അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. കൂടാതെ, രണ്ട് ഇഞ്ചക്ഷൻ സ്ട്രീമുകൾക്കായി ഉപയോഗിക്കുന്ന കണ്ട്യൂട്ടുകൾ താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്ന ഗുണനിലവാരമുള്ളതായിരിക്കണം, അവയിലൊന്ന് നീളമുള്ള നേർത്ത ട്യൂബും മറ്റൊന്ന് ചെറിയ വീതിയുള്ള ട്യൂബും ആവശ്യമാണ്. എല്ലാ വലുപ്പത്തിലുമുള്ള സൈറ്റുകളിലും പെൽട്ടൺ ടർബൈനുകൾ സ്ഥാപിക്കാൻ കഴിയും. ടൺ ക്ലാസിൽ ഹൈഡ്രോളിക് ലംബ ഷാഫ്റ്റ് പെൽട്ടൺ ടർബൈനുകളുള്ള ജലവൈദ്യുത നിലയങ്ങൾ ഇതിനകം ഉണ്ട്. അതിന്റെ ഏറ്റവും വലിയ ഇൻസ്റ്റാളേഷൻ യൂണിറ്റ് 200 മെഗാവാട്ട് വരെ ആകാം. മറുവശത്ത്, ഏറ്റവും ചെറിയ പെൽട്ടൺ ടർബൈനുകൾക്ക് കുറച്ച് ഇഞ്ച് വീതി മാത്രമേയുള്ളൂ, മിനിറ്റിൽ കുറച്ച് ഗാലൺ മാത്രം ഒഴുകുന്ന അരുവികളിൽ നിന്ന് ഊർജ്ജം വേർതിരിച്ചെടുക്കാൻ ഇത് ഉപയോഗിക്കാം. ചില ഗാർഹിക പ്ലംബിംഗ് സംവിധാനങ്ങൾ ജലവിതരണത്തിനായി പെൽട്ടൺ-തരം വാട്ടർ വീലുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ ചെറിയ പെൽട്ടൺ ടർബൈനുകൾ 30 അടി (9.1 മീറ്റർ) അല്ലെങ്കിൽ അതിൽ കൂടുതൽ ഹെഡ് ഹൈറ്റുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു, ഇത് ഗണ്യമായ വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കും. നിലവിൽ, ജലപ്രവാഹവും രൂപകൽപ്പനയും അനുസരിച്ച്, പെൽട്ടൺ ടർബൈൻ സ്ഥാപിക്കുന്ന സ്ഥലത്തിന്റെ ഹെഡ് ഹൈറ്റ് 49 മുതൽ 5,905 അടി (14.9 മുതൽ 1,799.8 മീറ്റർ) വരെയാണ് അഭികാമ്യം, എന്നാൽ നിലവിൽ സൈദ്ധാന്തികമായി പരിധിയില്ല.