Tua bin Pelton (còn được dịch là: Bánh xe nước Pelton hoặc Tua bin Bourdain, tiếng Anh: Bánh xe Pelton hoặc Tua bin Pelton) là một loại tua bin va chạm, được phát triển bởi nhà phát minh người Mỹ Lester W. Được phát triển bởi Alan Pelton. Tua bin Pelton sử dụng nước để chảy và đập vào bánh xe nước để thu được năng lượng, khác với bánh xe nước phun lên truyền thống được dẫn động bởi trọng lượng của chính nước. Trước khi thiết kế của Pelton được công bố, đã có một số phiên bản khác nhau của tua bin va chạm, nhưng chúng kém hiệu quả hơn thiết kế của Pelton. Sau khi nước rời khỏi bánh xe nước, nước thường vẫn có tốc độ, lãng phí phần lớn động năng của bánh xe nước. Hình dạng mái chèo của Pelton sao cho cánh quạt chỉ rời khỏi cánh quạt ở tốc độ rất thấp sau khi chạy với một nửa tốc độ của tia nước; do đó, thiết kế của Pelton thu được gần như toàn bộ năng lượng va chạm của nước, do đó Có một tua bin nước hiệu suất cao.
Sau khi dòng nước tốc độ cao hiệu suất cao đi vào đường ống, cột nước mạnh được hướng đến các cánh quạt hình xô trên bánh xe chuyển động thông qua van kim để dẫn động bánh xe chuyển động. Điều này cũng được gọi là cánh quạt va chạm, chúng bao quanh chu vi của bánh xe dẫn động và được gọi chung là bánh xe dẫn động. (Xem ảnh để biết chi tiết, Tua bin Pelton cổ điển). Khi tia nước va chạm vào các cánh quạt, hướng dòng chảy của nước sẽ thay đổi do hình dạng của xô. Lực tác động của nước sẽ tác động một mô men lên xô nước và hệ thống bánh xe chuyển động và sử dụng lực này để làm quay bánh xe chuyển động; hướng dòng chảy của bản thân nước là "không thể đảo ngược", và cửa thoát dòng nước được đặt bên ngoài xô nước và tốc độ dòng chảy của dòng nước sẽ giảm xuống Tốc độ rất thấp. Trong quá trình này, động lượng của tia chất lỏng sẽ được truyền đến bánh xe chuyển động và từ đó đến tua bin nước. Vì vậy, "cú sốc" thực sự có thể tạo ra công việc cho tua bin. Để tối đa hóa công suất và hiệu suất làm việc của tuabin, hệ thống rotor và tuabin được thiết kế để tăng gấp đôi vận tốc của tia chất lỏng vào gầu. Và một tỷ lệ rất nhỏ động năng ban đầu của tia chất lỏng sẽ vẫn nằm trong nước, giúp xô rỗng và đầy với cùng tốc độ (xem bảo toàn khối lượng), do đó chất lỏng đầu vào áp suất cao có thể tiếp tục được phun mà không bị gián đoạn. Không cần lãng phí năng lượng. Thông thường, hai gầu sẽ được lắp cạnh nhau trên rotor, cho phép dòng nước được chia thành hai ống bằng nhau để phun (xem hình). Cấu hình này cân bằng lực tải bên trên rotor và giúp đảm bảo độ mượt, trong khi động năng từ các tia chất lỏng cũng được truyền đến rotor tuabin thủy lực.
Vì nước và hầu hết các chất lỏng hầu như không nén được, nên hầu như toàn bộ năng lượng có sẵn đều được thu thập ở giai đoạn đầu tiên sau khi chất lỏng chảy vào tua bin. Ngược lại, tua bin Pelton chỉ có một phần bánh xe chuyển động, không giống như tua bin khí hoạt động trên chất lỏng nén được.
Ứng dụng thực tế Tua bin Pelton là một trong những loại tua bin tốt nhất để phát điện thủy điện và là loại tua bin phù hợp nhất với môi trường khi nguồn nước có sẵn có chiều cao cột nước rất cao và lưu lượng nước thấp. Do đó, trong môi trường cột nước cao và lưu lượng nước thấp, tua bin Pelton là hiệu quả nhất, ngay cả khi được chia thành hai luồng, về mặt lý thuyết, nó vẫn chứa cùng một năng lượng. Ngoài ra, các ống dẫn được sử dụng cho hai luồng phun phải có chất lượng tương đương, một trong số đó yêu cầu ống dài mỏng và ống còn lại yêu cầu ống ngắn rộng. Tua bin Pelton có thể được lắp đặt tại các địa điểm có mọi kích thước. Đã có các nhà máy thủy điện có tua bin Pelton trục đứng thủy lực ở hạng tấn. Đơn vị lắp đặt lớn nhất của nó có thể lên tới 200 MW. Mặt khác, các tua bin Pelton nhỏ nhất chỉ rộng vài inch và có thể được sử dụng để khai thác năng lượng từ các luồng nước chỉ chảy vài gallon mỗi phút. Một số hệ thống ống nước gia dụng sử dụng bánh xe nước kiểu Pelton để cung cấp nước. Các tua bin Pelton nhỏ này được khuyến nghị sử dụng ở độ cao cột nước là 30 feet (9,1 m) trở lên để tạo ra công suất đáng kể. Hiện tại, theo lưu lượng nước và thiết kế, độ cao cột nước của vị trí lắp đặt tua bin Pelton tốt nhất là trong khoảng từ 49 đến 5.905 feet (14,9 đến 1.799,8 mét), nhưng hiện tại không có giới hạn lý thuyết nào.
Thời gian đăng: 02-04-2022
