पेल्टन टर्बाइन (याला पेल्टन वॉटरव्हील किंवा बोर्डेन टर्बाइन असेही म्हणतात, इंग्रजीमध्ये पेल्टन व्हील किंवा पेल्टन टर्बाइन) हा एक प्रकारचा आघात टर्बाइन आहे, जो अमेरिकन संशोधक लेस्टर डब्ल्यू. ॲलन पेल्टन यांनी विकसित केला. पेल्टन टर्बाइन ऊर्जा मिळवण्यासाठी पाण्याचा प्रवाह आणि ते वॉटरव्हीलवर आदळण्याचा वापर करतात, जे पाण्याच्या वजनाने चालणाऱ्या पारंपरिक अपवर्ड-इंजेक्शन वॉटरव्हीलपेक्षा वेगळे आहे. पेल्टनची रचना प्रकाशित होण्यापूर्वी, आघात टर्बाइनच्या अनेक वेगवेगळ्या आवृत्त्या अस्तित्वात होत्या, परंतु त्या पेल्टनच्या रचनेपेक्षा कमी कार्यक्षम होत्या. पाणी वॉटरव्हीलमधून बाहेर पडल्यानंतर, पाण्यामध्ये सहसा वेग कायम राहतो, ज्यामुळे वॉटरव्हीलची बरीचशी गतिज ऊर्जा वाया जाते. पेल्टनच्या पॅडलची रचना अशी आहे की, पाण्याच्या झोताच्या अर्ध्या वेगाने फिरल्यानंतर इम्पेलर अत्यंत कमी वेगाने बाहेर पडतो; त्यामुळे, पेल्टनची रचना पाण्याच्या आघाताची ऊर्जा जवळजवळ पूर्णपणे मिळवते, ज्यामुळे हा एक उच्च-कार्यक्षम वॉटर टर्बाइन बनतो.
उच्च-कार्यक्षमतेचा आणि उच्च-गतीचा पाण्याचा प्रवाह पाईपलाईनमध्ये प्रवेश केल्यानंतर, पाण्याचा जोरदार स्तंभ नीडल व्हॉल्व्हद्वारे फिरत्या चाकावरील बादलीच्या आकाराच्या पंख्याच्या पात्यांकडे निर्देशित केला जातो, ज्यामुळे ते चाक फिरते. याला इम्पिंजमेंट फॅन ब्लेड्स असेही म्हणतात, ते चालवणाऱ्या चाकाच्या परिघाभोवती असतात आणि त्यांना एकत्रितपणे चालवणारे चाक म्हटले जाते. (तपशिलासाठी फोटो पहा, व्हिंटेज पेल्टन टर्बाइन). जेव्हा पाण्याचा झोत पंख्याच्या पात्यांवर आदळतो, तेव्हा बादलीच्या आकारामुळे पाण्याच्या प्रवाहाची दिशा बदलते. पाण्याच्या आघातामुळे निर्माण होणारे बल पाण्याच्या बादलीवर आणि फिरत्या चाक प्रणालीवर एक क्षण निर्माण करते आणि त्याचा उपयोग फिरत्या चाकाला फिरवण्यासाठी केला जातो; पाण्याच्या प्रवाहाची दिशा स्वतःच "अपरिवर्तनीय" असते, आणि पाण्याचा प्रवाह बाहेर पडण्याचे ठिकाण पाण्याच्या बादलीच्या बाहेर ठेवलेले असते, ज्यामुळे पाण्याच्या प्रवाहाचा वेग खूप कमी होतो. या प्रक्रियेदरम्यान, द्रव झोताची गती फिरत्या चाकाकडे आणि तिथून वॉटर टर्बाइनकडे हस्तांतरित होते. त्यामुळे हा "धक्का" खरोखरच टर्बाइनसाठी काम करू शकतो. टर्बाइनच्या कार्याची शक्ती आणि कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी, रोटर आणि टर्बाइन प्रणालीची रचना बादलीवर पडणाऱ्या द्रवाच्या झोताचा वेग दुप्पट करण्याच्या उद्देशाने केली जाते. तसेच, द्रवाच्या झोताच्या मूळ गतिज ऊर्जेचा एक अत्यंत लहान अंश पाण्यात शिल्लक राहतो, ज्यामुळे बादली एकाच गतीने रिकामी होते आणि भरते (वस्तुमान संवर्धनाचा नियम पहा), जेणेकरून उच्च दाबाचा द्रव कोणत्याही अडथळ्याशिवाय सतत आत टाकला जाऊ शकतो. कोणतीही ऊर्जा वाया जाण्याची गरज नसते. सामान्यतः, रोटरवर दोन बादल्या एकमेकांच्या शेजारी बसवल्या जातात, ज्यामुळे पाण्याचा प्रवाह झोतासाठी दोन समान नळ्यांमध्ये विभागला जातो (चित्र पहा). ही रचना रोटरवरील बाजूच्या भारांना संतुलित करते आणि त्याची हालचाल सुरळीत ठेवण्यास मदत करते, तसेच द्रवाच्या झोतांमधील गतिज ऊर्जा हायड्रो टर्बाइन रोटरकडे हस्तांतरित केली जाते.
पाणी आणि बहुतेक द्रवपदार्थ जवळजवळ असंपीड्य असल्यामुळे, द्रव टर्बाइनमध्ये प्रवेश केल्यानंतर पहिल्या टप्प्यातच उपलब्ध असलेली जवळजवळ सर्व ऊर्जा मिळवली जाते. याउलट, संपीड्य द्रवांवर चालणाऱ्या गॅस टर्बाइनच्या विपरीत, पेल्टन टर्बाइनमध्ये फक्त एकच फिरणारा चाकाचा भाग असतो.
व्यावहारिक उपयोग: पेल्टन टर्बाइन हे जलविद्युत निर्मितीसाठी सर्वोत्तम प्रकारच्या टर्बाइनपैकी एक आहेत आणि जेव्हा उपलब्ध पाण्याच्या स्रोताची उंची खूप जास्त असते आणि प्रवाह दर कमी असतो, तेव्हा अशा वातावरणासाठी ते सर्वात योग्य प्रकारचे टर्बाइन ठरतात. त्यामुळे, जास्त उंची आणि कमी प्रवाहाच्या वातावरणात, पेल्टन टर्बाइन सर्वात प्रभावी ठरते; जरी ते दोन प्रवाहांमध्ये विभागले गेले तरी, सैद्धांतिकदृष्ट्या त्यात तेवढीच ऊर्जा असते. तसेच, दोन प्रवाहांसाठी वापरल्या जाणाऱ्या वाहिन्या तुलनीय दर्जाच्या असणे आवश्यक आहे, ज्यापैकी एकासाठी लांब पातळ नळी आणि दुसऱ्यासाठी लहान रुंद नळी लागते. पेल्टन टर्बाइन सर्व आकारांच्या ठिकाणी स्थापित केले जाऊ शकतात. टन वर्गातील हायड्रॉलिक व्हर्टिकल शाफ्ट पेल्टन टर्बाइन असलेले जलविद्युत प्रकल्प आधीपासूनच अस्तित्वात आहेत. त्याचे सर्वात मोठे स्थापित युनिट २०० मेगावॅट पर्यंत असू शकते. दुसरीकडे, सर्वात लहान पेल्टन टर्बाइन फक्त काही इंच रुंद असतात आणि त्यांचा उपयोग प्रति मिनिट काही गॅलन वाहणाऱ्या प्रवाहातून ऊर्जा काढण्यासाठी केला जाऊ शकतो. काही घरगुती प्लंबिंग प्रणालींमध्ये पाणी वितरणासाठी पेल्टन-प्रकारच्या जलचक्रांचा वापर केला जातो. लक्षणीय वीज निर्मितीसाठी, या लहान पेल्टन टर्बाइनचा वापर ३० फूट (९.१ मीटर) किंवा त्याहून अधिक उंचीवर करण्याची शिफारस केली जाते. सध्या, पाण्याच्या प्रवाहानुसार आणि डिझाइननुसार, पेल्टन टर्बाइनच्या स्थापनेच्या जागेची उंची प्राधान्याने ४९ ते ५,९०५ फूट (१४.९ ते १,७९९.८ मीटर) या मर्यादेत असते, परंतु सध्या कोणतीही सैद्धांतिक मर्यादा नाही.
पोस्ट करण्याची वेळ: ०२-एप्रिल-२०२२
