Pelton türbini (ayrıca şu şekilde çevrilir: Pelton su çarkı veya Bourdain türbini, İngilizce: Pelton çarkı veya Pelton Türbini), Amerikalı mucit Lester W. Alan Pelton tarafından geliştirilen bir tür darbe türbinidir. Pelton türbinleri, suyun akışını kullanarak ve su çarkına çarparak enerji elde eder; bu, suyun ağırlığıyla tahrik edilen geleneksel yukarı enjeksiyonlu su çarkından farklıdır. Pelton'un tasarımı yayınlanmadan önce, darbe türbininin birkaç farklı versiyonu mevcuttu, ancak bunlar Pelton'un tasarımından daha az verimliydi. Su su çarkından ayrıldıktan sonra, su genellikle hala hıza sahip olur ve su çarkının kinetik enerjisinin çoğunu boşa harcar. Pelton'un kürek geometrisi, çarkın su jetinin yarı hızında çalıştıktan sonra çarkı çok düşük bir hızda terk etmesi şeklindedir; bu nedenle, Pelton'un tasarımı suyun darbe enerjisini neredeyse tamamen yakalar, böylece Yüksek verimli bir su türbinine sahiptir.
Yüksek verimli yüksek hızlı su akışı boru hattına girdikten sonra, güçlü su sütunu iğne valfi aracılığıyla hareketli tekerlek üzerindeki kova şeklindeki fan kanatlarına yönlendirilir ve hareketli tekerleği çalıştırır. Bu, çarpma fan kanatları olarak da bilinir, tahrik tekerleğinin çevresini çevreler ve topluca tahrik tekerleği olarak adlandırılır. (Ayrıntılar için fotoğrafa bakın, Vintage Pelton Türbini). Su jeti fan kanatlarına çarptıkça, suyun akış yönü kovanın şekli nedeniyle değişecektir. Suyun çarpma kuvveti su kovası ve hareketli tekerlek sistemi üzerinde bir moment uygulayacak ve bunu hareketli tekerleği döndürmek için kullanacaktır; suyun akış yönü "geri döndürülemez"dir ve su akış çıkışı su kovasının dışına ayarlanır ve su akışının akış hızı Çok düşük hıza düşecektir. Bu işlem sırasında, akışkan jetinin momentumu hareketli tekerleğe ve oradan da su türbinine aktarılacaktır. Yani "şok" gerçekten de türbin için iş yapabilir. Türbinin çalışmasının gücünü ve verimliliğini en üst düzeye çıkarmak için rotor ve türbin sistemi, kovaya akan akışkan jetinin hızını iki katına çıkaracak şekilde tasarlanmıştır. Ve akışkan jetinin orijinal kinetik enerjisinin çok küçük bir kısmı suda kalacak ve bu da kovanın aynı hızda boşalıp dolmasını sağlayacaktır (kütle korunumuna bakın), böylece yüksek basınçlı giriş akışkanı kesintisiz olarak enjekte edilmeye devam edebilir. Enerji israfına gerek yoktur. Genellikle, rotora yan yana iki kova monte edilir ve bu da su akışının jetleme için iki eşit boruya bölünmesine olanak tanır (resme bakın). Bu yapılandırma, rotor üzerindeki yan yük kuvvetlerini dengeler ve akışkan jetlerinden gelen kinetik enerji de hidro türbin rotoruna aktarılırken düzgünlüğü sağlamaya yardımcı olur.
Su ve çoğu sıvı neredeyse sıkıştırılamaz olduğundan, mevcut enerjinin neredeyse tamamı, akışkan türbine aktıktan sonra ilk aşamada yakalanır. Öte yandan, Pelton türbinleri, sıkıştırılabilir akışkanlarla çalışan gaz türbinlerinin aksine, yalnızca bir hareketli tekerlek bölümüne sahiptir.
Pratik uygulamalar Pelton türbinleri hidroelektrik güç üretimi için en iyi türbin tiplerinden biridir ve mevcut su kaynağının çok yüksek kafa yüksekliklerine ve düşük akış hızlarına sahip olduğu ortam için en uygun türbin tipidir. etkilidir. Bu nedenle, yüksek kafa ve düşük akış ortamında, Pelton türbini en etkilidir, iki akıma bölünse bile teoride hala aynı enerjiyi içerir. Ayrıca, iki enjeksiyon akımı için kullanılan kanallar karşılaştırılabilir kalitede olmalıdır, bunlardan biri uzun ince bir tüp, diğeri ise kısa geniş bir tüp gerektirir. Pelton türbinleri her büyüklükteki alana kurulabilir. Ton sınıfında hidrolik dikey şaftlı Pelton türbinlerine sahip hidroelektrik santralleri zaten mevcuttur. En büyük kurulum ünitesi 200 MW'a kadar çıkabilir. Öte yandan, en küçük Pelton türbinleri sadece birkaç inç genişliğindedir ve dakikada sadece birkaç galon akan akımlardan enerji çıkarmak için kullanılabilir. Bazı ev tesisat sistemleri su dağıtımı için Pelton tipi su çarklarını kullanır. Bu küçük Pelton türbinlerinin, önemli güç üretmek için 30 fit (9,1 m) veya daha fazla baş yüksekliklerinde kullanılması önerilir. Şu anda, su akışına ve tasarıma göre, Pelton türbininin kurulum alanının baş yüksekliği tercihen 49 ila 5.905 fit (14,9 ila 1.799,8 metre) aralığındadır, ancak şu anda teorik bir sınır yoktur.
Gönderi zamanı: Nis-02-2022
