A turbina Pelton (também traduzida como: roda d'água Pelton ou turbina Bourdain, em inglês: roda Pelton ou turbina Pelton) é um tipo de turbina de impacto, que foi desenvolvida pelo inventor americano Lester W. Desenvolvida por Alan Pelton. As turbinas Pelton usam água para fluir e atingir a roda d'água para obter energia, o que é diferente da roda d'água de injeção ascendente tradicional acionada pelo peso da própria água. Antes da publicação do projeto de Pelton, existiam várias versões diferentes da turbina de impacto, mas eram menos eficientes do que o projeto de Pelton. Depois que a água sai da roda d'água, a água geralmente ainda tem velocidade, desperdiçando grande parte da energia cinética da roda d'água. A geometria da pá de Pelton é tal que o impulsor deixa o impulsor apenas a uma velocidade muito baixa após funcionar a metade da velocidade do jato de água; portanto, o projeto de Pelton captura a energia de impacto da água quase inteiramente, de modo que a Tem uma turbina de água de alta eficiência.
Após o fluxo de água de alta eficiência e alta velocidade entrar na tubulação, a forte coluna de água é direcionada para as pás do ventilador em forma de balde na roda móvel através da válvula de agulha para acionar a roda móvel. Isso também é conhecido como pás do ventilador de impacto, elas circundam a periferia da roda motriz e são coletivamente chamadas de roda motriz. (Veja a foto para detalhes, Turbina Pelton Vintage). À medida que o jato de água atinge as pás do ventilador, a direção do fluxo da água muda devido ao formato do balde. A força do impacto da água exercerá um momento no balde de água e no sistema da roda móvel, e usará isso para girar a roda móvel; a direção do fluxo da água em si é "irreversível", e a saída do fluxo de água é definida fora do balde de água, e a vazão do fluxo de água cairá para uma velocidade muito baixa. Durante esse processo, o momento do jato de fluido será transferido para a roda móvel e de lá para a turbina hidráulica. Assim, o "choque" pode de fato realizar trabalho para a turbina. Para maximizar a potência e a eficiência do trabalho da turbina, o sistema rotor-turbina é projetado para dobrar a velocidade do jato de fluido sobre o balde. E uma proporção muito pequena da energia cinética original do jato de fluido permanecerá na água, o que faz com que o balde esvazie e encha na mesma velocidade (veja conservação de massa), de modo que o fluido de entrada de alta pressão possa continuar a ser injetado sem interrupção. Nenhuma energia precisa ser desperdiçada. Normalmente, dois baldes são montados lado a lado no rotor, o que permitirá que o fluxo de água seja dividido em dois tubos iguais para o jato (veja a imagem). Essa configuração equilibra as forças de carga lateral no rotor e ajuda a garantir a suavidade, enquanto a energia cinética dos jatos de fluido também é transferida para o rotor da turbina hidrelétrica.
Como a água e a maioria dos líquidos são quase incompressíveis, quase toda a energia disponível é capturada no primeiro estágio, após o fluido fluir para a turbina. As turbinas Pelton, por outro lado, possuem apenas uma seção de roda móvel, ao contrário das turbinas a gás, que operam com fluidos compressíveis.
Aplicações práticas As turbinas Pelton são um dos melhores tipos de turbinas para geração de energia hidrelétrica e são o tipo de turbina mais adequado para o ambiente quando a fonte de água disponível tem alturas de queda muito altas e baixas vazões. Portanto, no ambiente de alta queda e baixo fluxo, a turbina Pelton é a mais eficaz, mesmo se for dividida em dois fluxos, ela ainda contém a mesma energia em teoria. Além disso, os conduítes usados para os dois fluxos de injeção devem ser de qualidade comparável, um dos quais requer um tubo longo e fino e o outro um tubo curto e largo. As turbinas Pelton podem ser instaladas em locais de todos os tamanhos. Já existem usinas hidrelétricas com turbinas Pelton de eixo vertical hidráulico na classe de toneladas. Sua maior unidade de instalação pode ter até 200 MW. As menores turbinas Pelton, por outro lado, têm apenas alguns centímetros de largura e podem ser usadas para extrair energia de fluxos que fluem apenas alguns galões por minuto. Alguns sistemas de encanamento residenciais utilizam rodas d'água do tipo Pelton para o fornecimento de água. Essas pequenas turbinas Pelton são recomendadas para uso em alturas de queda de 9,1 m ou mais para gerar energia significativa. Atualmente, de acordo com o fluxo de água e o projeto, a altura de queda do local de instalação da turbina Pelton está preferencialmente na faixa de 14,9 a 1.799,8 metros, mas não há limite teórico no momento.
Horário da publicação: 02/04/2022
