En Peltonturbin (även översatt: Pelton-vattenhjul eller Bourdain-turbin, engelska: Pelton wheel eller Pelton Turbine) är en typ av slagturbin som utvecklades av den amerikanske uppfinnaren Lester W. Utvecklad av Alan Pelton. Peltonturbiner använder vatten för att flöda och träffa vattenhjulet för att utvinna energi, vilket skiljer sig från det traditionella uppåtriktade vattenhjulet som drivs av vattnets egen vikt. Innan Peltons design publicerades fanns det flera olika versioner av slagturbinen, men de var mindre effektiva än Peltons design. Efter att vattnet lämnat vattenhjulet har vattnet vanligtvis fortfarande fart, vilket slösar bort mycket av vattenhjulets kinetiska energi. Peltons paddelgeometri är sådan att pumphjulet lämnar pumphjulet med endast en mycket låg hastighet efter att ha körts med halva vattenstrålens hastighet; därför fångar Peltons design vattnets slagenergi nästan helt, så att den har en högeffektiv vattenturbin.
Efter att det högeffektiva höghastighetsvattenflödet har kommit in i rörledningen, riktas den starka vattenpelaren till de skopformade fläktbladen på det rörliga hjulet genom nålventilen för att driva det rörliga hjulet. Detta, även känt som impingementfläktblad, omger drivhjulets periferi och kallas gemensamt för drivhjulet. (Se foto för detaljer, Vintage Pelton Turbine). När vattenstrålen träffar fläktbladen kommer vattnets flödesriktning att ändras på grund av skopans form. Kraften från vattnets stöt kommer att utöva ett moment på vattenskopan och det rörliga hjulsystemet och använda detta för att rotera det rörliga hjulet; själva vattnets flödesriktning är "irreversibel", och vattenflödesutloppet är placerat utanför vattenskopan, och vattenflödets flödeshastighet kommer att sjunka till mycket låg hastighet. Under denna process kommer vätskestrålens momentum att överföras till det rörliga hjulet och därifrån till vattenturbinen. Så "chocken" kan faktiskt utföra arbete för turbinen. För att maximera kraften och effektiviteten i turbinens arbete är rotorn och turbinsystemet utformat för att fördubbla hastigheten på vätskestrålen mot skopan. Och en mycket liten andel av vätskestrålens ursprungliga kinetiska energi kommer att finnas kvar i vattnet, vilket gör att skopan töms och fylls med samma hastighet (se massbevarande), så att högtrycksvätskan kan fortsätta att injiceras utan avbrott. Ingen energi behöver slösas bort. Vanligtvis monteras två skopor sida vid sida på rotorn, vilket gör att vattenflödet kan delas upp i två lika stora rör för strålning (se bild). Denna konfiguration balanserar sidobelastningskrafterna på rotorn och hjälper till att säkerställa jämnhet, medan den kinetiska energin från vätskestrålarna också överförs till vattenkraftturbinens rotor.
Eftersom vatten och de flesta vätskor är nästan inkompressibla, fångas nästan all tillgänglig energi upp i det första steget efter att vätskan flödar in i turbinen. Peltonturbiner har å andra sidan bara en rörlig hjulsektion, till skillnad från gasturbiner som drivs med kompressibla vätskor.
Praktiska tillämpningar Peltonturbiner är en av de bästa typerna av turbiner för vattenkraftproduktion och är den mest lämpliga typen av turbin för miljön när den tillgängliga vattenkällan har mycket höga tryckhöjder och låga flödeshastigheter. Därför är Peltonturbinen den mest effektiva i miljöer med hög tryckhöjd och lågt flöde, även om den är uppdelad i två strömmar, innehåller den fortfarande samma energi i teorin. Dessutom måste rören som används för de två injektionsströmmarna vara av jämförbar kvalitet, varav den ena kräver ett långt, tunt rör och den andra ett kort, brett rör. Peltonturbiner kan installeras på platser av alla storlekar. Det finns redan vattenkraftverk med hydrauliska vertikala Peltonturbiner i tonklassen. Dess största installationsenhet kan vara upp till 200 MW. De minsta Peltonturbinerna är å andra sidan bara några centimeter breda och kan användas för att utvinna energi från strömmar som bara flödar några få liter per minut. Vissa hushålls VVS-system använder Pelton-typ vattenhjul för vattenleverans. Dessa små Peltonturbiner rekommenderas för användning vid fallhöjder på 9,1 m eller mer för att generera betydande kraft. För närvarande, beroende på vattenflöde och design, ligger fallhöjden på installationsplatsen för Peltonturbinen företrädesvis i intervallet 14,9 till 1 799,8 meter, men det finns ingen teoretisk gräns för närvarande.
Publiceringstid: 2 april 2022
