Pelton-Turbine (auch übersetzt: Pelton-Wasserrad oder Bourdain-Turbine, englisch: Pelton-Rad oder Pelton-Turbine) ist eine Art Prallturbine, die von dem amerikanischen Erfinder Lester W. entwickelt wurde. Entwickelt von Alan Pelton.Pelton-Turbinen verwenden Wasser zum Fließen und Auftreffen auf das Wasserrad, um Energie zu gewinnen, was sich von dem traditionellen Wasserrad mit Aufwärtseinspritzung unterscheidet, das durch das Gewicht des Wassers selbst angetrieben wird.Bevor Peltons Design veröffentlicht wurde, gab es mehrere verschiedene Versionen der Prallturbine, die jedoch weniger effizient waren als Peltons Design.Nachdem das Wasser das Wasserrad verlassen hat, hat das Wasser normalerweise immer noch Geschwindigkeit, wodurch ein Großteil der kinetischen Energie des Wasserrads verschwendet wird.Die Paddelgeometrie von Pelton ist so, dass das Laufrad das Laufrad nur mit einer sehr geringen Geschwindigkeit verlässt, nachdem es mit der halben Geschwindigkeit des Wasserstrahls gelaufen ist;Daher fängt das Design von Pelton die Aufprallenergie des Wassers fast vollständig ein, sodass der über eine hocheffiziente Wasserturbine verfügt.
Nachdem der hocheffiziente Hochgeschwindigkeitswasserfluss in die Rohrleitung eintritt, wird die starke Wassersäule durch das Nadelventil zu den eimerförmigen Lüfterflügeln am Laufrad geleitet, um das Laufrad anzutreiben.Dies ist auch als Pralllüfterflügel bekannt, sie umgeben den Umfang des Antriebsrads und werden zusammen als Antriebsrad bezeichnet.(Siehe Foto für Details, Vintage Pelton Turbine).Beim Auftreffen des Wasserstrahls auf die Lüfterblätter ändert sich die Strömungsrichtung des Wassers aufgrund der Schaufelform.Die Kraft des Wasseraufpralls übt ein Moment auf den Wassereimer und das Laufradsystem aus und verwendet dieses, um das Laufrad zu drehen;Die Fließrichtung des Wassers selbst ist „irreversibel“, und der Wasserauslass befindet sich außerhalb des Wassereimers, und die Durchflussrate des Wasserflusses fällt auf eine sehr niedrige Geschwindigkeit.Dabei wird der Impuls des Flüssigkeitsstrahls auf das sich bewegende Rad und von dort auf die Wasserturbine übertragen.Der „Stoßdämpfer“ kann also durchaus Arbeit für die Turbine leisten.Um die Leistung und Effizienz der Arbeit der Turbine zu maximieren, ist das Rotor- und Turbinensystem so ausgelegt, dass die Geschwindigkeit des Fluidstrahls auf die Schaufel verdoppelt wird.Außerdem verbleibt ein sehr geringer Anteil der ursprünglichen kinetischen Energie des Flüssigkeitsstrahls im Wasser, wodurch sich der Eimer mit der gleichen Geschwindigkeit entleert und füllt (siehe Massenerhaltung), sodass die Hochdruckeingangsflüssigkeit weiterhin eingespritzt werden kann ohne Unterbrechung.Es muss keine Energie verschwendet werden.Normalerweise werden zwei Schaufeln nebeneinander auf dem Rotor montiert, wodurch der Wasserfluss zum Spritzen in zwei gleiche Rohre aufgeteilt werden kann (siehe Bild).Diese Konfiguration gleicht die Seitenlastkräfte auf den Rotor aus und trägt dazu bei, Laufruhe zu gewährleisten, während die kinetische Energie von den Fluidstrahlen auch auf den Hydroturbinenrotor übertragen wird.
Da Wasser und die meisten Flüssigkeiten nahezu inkompressibel sind, wird fast die gesamte verfügbare Energie in der ersten Stufe nach dem Einströmen der Flüssigkeit in die Turbine eingefangen.Peltonturbinen hingegen haben im Gegensatz zu Gasturbinen, die mit komprimierbaren Flüssigkeiten arbeiten, nur einen beweglichen Radabschnitt.
Praktische Anwendungen Peltonturbinen gehören zu den besten Turbinentypen für die Stromerzeugung aus Wasserkraft und sind der für die Umwelt am besten geeignete Turbinentyp, wenn die verfügbare Wasserquelle sehr hohe Fallhöhen und niedrige Durchflussraten aufweist.Wirksam.Daher ist die Pelton-Turbine in der Umgebung mit hoher Fallhöhe und niedrigem Durchfluss am effektivsten, selbst wenn sie in zwei Ströme aufgeteilt wird, enthält sie theoretisch immer noch die gleiche Energie.Außerdem müssen die für die beiden Injektionsströme verwendeten Leitungen von vergleichbarer Qualität sein, von denen eine ein langes dünnes Rohr und die andere ein kurzes breites Rohr erfordert.Peltonturbinen können an Standorten aller Größen installiert werden.Es gibt bereits Wasserkraftwerke mit hydraulischen Vertikalwellen-Peltonturbinen in der Tonnenklasse.Seine größte Installationseinheit kann bis zu 200 MW betragen.Die kleinsten Pelton-Turbinen hingegen sind nur wenige Zentimeter breit und können verwendet werden, um Energie aus Strömen zu gewinnen, die nur wenige Gallonen pro Minute fließen.Einige Haushaltsinstallationssysteme verwenden Wasserräder vom Pelton-Typ für die Wasserabgabe.Diese kleinen Pelton-Turbinen werden für den Einsatz bei Fallhöhen von 30 Fuß (9,1 m) oder mehr empfohlen, um eine erhebliche Leistung zu erzeugen.Gegenwärtig liegt die Fallhöhe des Aufstellungsortes der Pelton-Turbine je nach Wasserströmung und Auslegung vorzugsweise im Bereich von 49 bis 5.905 Fuß (14,9 bis 1.799,8 Meter), aber es gibt derzeit keine theoretische Grenze.
Postzeit: 02. April 2022
