Pelton turbin sejarah, operasi, aplikasi



The Pelton turbin, Juga dikenali sebagai Roda Hidraulik Tangential atau Roda Pelton, ia dicipta oleh Lester Amerika Allen Pelton pada tahun 1870. Walaupun beberapa jenis turbin dibuat sebelum jenis Pelton, ini masih merupakan yang paling biasa digunakan kerana kecekapannya.

Ia adalah turbin impuls atau turbin hidraulik yang mempunyai reka bentuk yang mudah dan padat, berbentuk roda, terdiri terutamanya daripada baldi, pemalar atau van mudah alih yang terbahagi, terletak di sekitar pinggirnya.

Bilah boleh diletakkan secara individu atau dilampirkan ke hab pusat, atau seluruh roda boleh diletakkan dalam sekeping lengkap. Untuk berfungsi, ia menukar tenaga bendalir ke dalam gerakan, yang dijana apabila jet air pada kelajuan tinggi, memukul bilah bergerak yang menyebabkannya berubah dan mula beroperasi.

Ia biasanya digunakan untuk menghasilkan elektrik di loji hidroelektrik, di mana tangki air yang ada terletak pada ketinggian tertentu di atas turbin.

Indeks

  • 1 Sejarah
  • 2 Operasi turbin Pelton
  • 3 Permohonan
  • 4 Rujukan

Sejarah

Roda hidraulik dilahirkan dari roda pertama yang digunakan untuk menarik air dari sungai dan digerakkan oleh usaha manusia atau haiwan.

Roda-roda ini bermula pada abad ke-2 SM, ketika mereka menambahkan paddles ke lilitan roda. Roda hidraulik mula digunakan, apabila didapati kemungkinan memanfaatkan tenaga arus untuk mengendalikan mesin lain, yang kini dikenali sebagai mesin turbin atau mesin hidraulik.

Turbin impuls Pelton tidak membuat penampilan sehingga 1870, apabila pelombong Lester Allen Pelton dari asal AS melaksanakan mekanisme pertama dengan roda untuk menarik air, mirip dengan kilang, kemudian dia melaksanakan enjin stim.

Mekanisme ini mula menunjukkan kegagalan dalam operasi mereka. Dari sana, Pelton datang dengan idea untuk mereka bentuk roda hidraulik dengan pisau atau pedang yang menerima kejutan air pada kelajuan tinggi.

Dia mengamati bahawa jet memukul tepi paddling bukannya di pusatnya dan akibatnya aliran air yang tersisa di arah sebaliknya dan turbin memperoleh lebih laju, menjadi kaedah yang lebih efisien. Fakta ini adalah berdasarkan kepada prinsip tenaga kinetik yang dihasilkan oleh jet, dipelihara dan boleh digunakan untuk menjana tenaga elektrik.

Pelton dianggap sebagai bapa kuasa hidroelektrik, kerana sumbangan pentingnya kepada pembangunan tenaga hidro di seluruh dunia. Ciptaannya pada akhir 1870-an, yang dipanggil sendiri sebagai Pelton Runner, diakui sebagai reka bentuk turbin impuls yang paling berkesan..

Kemudian, Lester Pelton mematenkan roda dan pada tahun 1888 membentuk Pelton Water Wheel Company di San Francisco. "Pelton" adalah cap dagang berdaftar produk syarikat itu, tetapi istilah ini digunakan untuk mengenal pasti turbin impuls yang serupa.

Kemudian, reka bentuk baru muncul, seperti turbin Turgo yang dipatenkan pada tahun 1919, dan turbin Banki diilhami oleh model roda Pelton..

Operasi turbin Pelton

Terdapat dua jenis turbin: turbin reaksi dan turbin impuls. Dalam turbin tindak balas, larian dijalankan di bawah tekanan ruang tertutup; contohnya, pemercik taman yang mudah.

Dalam turbin impuls jenis Pelton, apabila baldi yang terletak di pinggir roda terus menerima air pada kelajuan tinggi, mereka mengaktifkan pergerakan putaran turbin, menukar tenaga kinetik menjadi tenaga dinamik.

Walaupun kedua-dua tenaga kinetik dan tenaga tekanan digunakan dalam turbin tindak balas, dan walaupun semua tenaga yang disampaikan dalam turbin nadi adalah kinetik, oleh itu, operasi kedua-dua turbin bergantung pada perubahan dalam halaju air, untuk menggunakan daya dinamik pada elemen berputar itu.

Permohonan

Terdapat pelbagai jenis turbin dalam pelbagai saiz di pasaran, namun disarankan untuk menggunakan turbin jenis Pelton di ketinggian dari 300 meter hingga kira-kira 700 meter atau lebih..

Turbin kecil digunakan untuk tujuan domestik. Terima kasih kepada tenaga dinamik yang dihasilkan oleh halaju air, ia dapat menghasilkan tenaga elektrik dengan mudah sedemikian rupa sehingga turbin-turbin ini kebanyakannya digunakan untuk operasi loji-loji hidroelektrik.

Sebagai contoh, stesen janakuasa hidroelektrik Bieudron di kompleks empangan Grande Dixence terletak di Pegunungan Alp Switzerland di canton Valais, Switzerland.

Tumbuhan ini, memulakan pengeluaran pada tahun 1998, dengan dua rekod dunia: ia mempunyai turbin Pelton yang paling berkuasa di dunia dan kepala tertinggi yang digunakan untuk menghasilkan kuasa hidroelektrik.

Kemudahan ini menempatkan tiga turbin Pelton, masing-masing beroperasi pada ketinggian kira-kira 1869 meter dan aliran 25 meter padu per saat, bekerja dengan kecekapan yang lebih besar daripada 92%.

Pada Disember 2000, pintu empangan Cleuson-Dixence, yang memakan turbin Pelton di Bieudron, telah pecah pada 1234 meter, memaksa penutupan loji janakuasa.

Pecahnya adalah 9 meter panjang dengan lebar 60 sentimeter, menyebabkan aliran melalui pecah melebihi 150 meter padu per saat, iaitu, ia telah melepaskan pesat sejumlah besar air pada tekanan tinggi, menghancurkan laluannya 100 hektar kira-kira padang rumput, kebun, hutan, mencuci beberapa chalet dan lumbung yang terletak di sekitar kawasan ini.

Mereka melakukan siasatan yang hebat tentang kemalangan itu, akibatnya hampir sepenuhnya direka bentuk semula paip terpaksa. Sebab utama pecah masih tidak diketahui.

Reka bentuk yang diperlukan memerlukan penambahbaikan dalam lapisan paip dan pembaikan tanah di sekeliling paip paksa untuk mengurangkan aliran air antara paip dan batuan..

Seksyen yang rosak dari paip terpaksa dialihkan dari lokasi sebelumnya untuk mencari batu baru yang lebih stabil. Pembinaan empangan direka semula pada tahun 2009.

Pemasangan Bieudron tidak beroperasi selepas kemalangan ini sehingga ia kembali semula sepenuhnya pada Januari 2010.

Rujukan

  1. Roda Penton. Wikipedia, ensiklopedia percuma. Dipulihkan: en.wikipedia.org
  2. Pelton turbin. Wikipedia, ensiklopedia percuma. Diambil dari es.wikipedia.org
  3. Lester Allen Pelton. Wikipedia, ensiklopedia percuma. Diambil dari en.wikipedia.org
  4. Stesen Kuasa Hidroelektrik Bieudron. Wikipedia, ensiklopedia percuma. Diambil dari en.wikipedia.org
  5. Pelton dan Turgo Turbin. Pembaharuan Pertama Pulih daripada renewablesfirst.co.uk
  6. Hanania J., Stenhouse K., dan Jason Donev J. Pelton Turbine. Ensiklopedia Pendidikan Tenaga. Diperoleh dari energyeducation.ca
  7. Pelton Turbine - Aspek Kerja dan Reka Bentuk. Belajar Kejuruteraan. Diperolehi daripada learnengineering.org
  8. Turbin hidraulik Mesin Kuasa OJSC. Diambil dari power-m.ru/
  9. Pelton Wheel. Hartvigsen Hydro. Diperolehi daripada h-hidro.com
  10. Bolinaga J. J. Elemental Mechanics of Fluids. Universiti Katolik Andrés Bello. Caracas, 2010. Permohonan untuk Mesin Hidraulik. 298.
  11. Linsley R. K., dan Franzini J.B. Kejuruteraan Sumber Hidraulik. CECSA. Jentera hidraulik. Bab 12. 399-402, 417.
  12. Wylie S. Mekanik Bendalir. McGraw Hill. Edisi keenam. Teori Turbomachines. 531-532.