Турбина Пелтона (также переводится как: водяное колесо Пелтона или турбина Бурдена, английский язык: колесо Пелтона или турбина Пелтона) — разновидность ударной турбины, разработанная американским изобретателем Лестером У. Разработана Аланом Пелтоном. Турбины Пелтона используют воду для течения и удара о водяное колесо для получения энергии, что отличается от традиционного водяного колеса с восходящим впрыском, приводимого в движение весом самой воды. До того, как была опубликована конструкция Пелтона, существовало несколько различных версий турбины с ударом, но они были менее эффективны, чем конструкция Пелтона. После того, как вода покидает водяное колесо, вода обычно все еще имеет скорость, тратя большую часть кинетической энергии водяного колеса. Геометрия лопасти Пелтона такова, что рабочее колесо покидает рабочее колесо только на очень низкой скорости после работы на половине скорости струи воды; поэтому конструкция Пелтона почти полностью улавливает ударную энергию воды, так что имеет высокоэффективную водяную турбину.
После того, как высокоэффективный высокоскоростной поток воды поступает в трубопровод, сильный столб воды направляется на лопасти вентилятора в форме ковша на движущемся колесе через игольчатый клапан для приведения в движение движущегося колеса. Это также известно как лопасти вентилятора с ударным воздействием, они окружают периферию ведущего колеса и в совокупности называются ведущим колесом. (Подробнее см. на фото, Vintage Pelton Turbine). Когда струя воды ударяется о лопасти вентилятора, направление потока воды изменится из-за формы ковша. Сила удара воды будет оказывать момент на ведро воды и систему движущегося колеса и использовать его для вращения движущегося колеса; направление потока самой воды является «необратимым», а выходное отверстие для потока воды установлено снаружи ведра воды, а скорость потока воды упадет до очень низкой скорости. Во время этого процесса импульс струи жидкости будет передаваться движущемуся колесу и оттуда на водяную турбину. Таким образом, «удар» действительно может выполнять работу для турбины. Для того чтобы максимизировать мощность и эффективность работы турбины, ротор и турбинная система спроектированы так, чтобы удвоить скорость струи жидкости на ковше. И очень небольшая часть первоначальной кинетической энергии струи жидкости останется в воде, что делает ковш пустым и заполняется с той же скоростью (см. сохранение массы), так что входящая жидкость высокого давления может продолжать впрыскиваться без перерыва. Энергия не должна тратиться впустую. Обычно два ковша будут установлены рядом на роторе, что позволит разделить поток воды на две равные трубы для струйной обработки (см. рисунок). Такая конфигурация уравновешивает силы боковой нагрузки на ротор и помогает обеспечить плавность, в то время как кинетическая энергия от струй жидкости также передается ротору гидротурбины.
Поскольку вода и большинство жидкостей практически несжимаемы, почти вся доступная энергия улавливается на первом этапе после того, как жидкость поступает в турбину. С другой стороны, турбины Пелтона имеют только одну подвижную секцию колеса, в отличие от газовых турбин, которые работают на сжимаемых жидкостях.
Практические применения Турбины Пелтона являются одним из лучших типов турбин для производства гидроэлектроэнергии и являются наиболее подходящим типом турбины для окружающей среды, когда доступный источник воды имеет очень высокий напор и низкий расход. эффективный. Таким образом, в среде с высоким напором и низким расходом турбина Пелтона является наиболее эффективной, даже если она разделена на два потока, она все равно содержит ту же энергию в теории. Кроме того, трубопроводы, используемые для двух потоков впрыска, должны быть сопоставимого качества, для одного из которых требуется длинная тонкая труба, а для другого — короткая широкая труба. Турбины Пелтона можно устанавливать на площадках любых размеров. Уже существуют гидроэлектростанции с гидравлическими вертикальными валами турбин Пелтона в классе тонн. Его самая большая установочная единица может достигать 200 МВт. С другой стороны, самые маленькие турбины Пелтона имеют ширину всего несколько дюймов и могут использоваться для извлечения энергии из потоков, которые текут всего несколько галлонов в минуту. Некоторые бытовые водопроводные системы используют водяные колеса типа Пелтона для подачи воды. Эти небольшие турбины Пелтона рекомендуется использовать при высоте напора 30 футов (9,1 м) или более для выработки значительной мощности. В настоящее время, в зависимости от расхода воды и конструкции, высота напора места установки турбины Пелтона предпочтительно находится в диапазоне от 49 до 5905 футов (от 14,9 до 1799,8 метров), но в настоящее время теоретического предела нет.
Время публикации: 02.04.2022
