La turbine Pelton (également traduite : roue hydraulique Pelton ou turbine Bourdain, en anglais : roue Pelton ou turbine Pelton) est une sorte de turbine à impact, qui a été développée par l'inventeur américain Lester W. Développé par Alan Pelton.Les turbines Pelton utilisent l'eau pour s'écouler et frapper la roue hydraulique pour obtenir de l'énergie, ce qui est différent de la roue hydraulique traditionnelle à injection ascendante entraînée par le poids de l'eau elle-même.Avant la publication de la conception de Pelton, plusieurs versions différentes de la turbine à impact existaient, mais elles étaient moins efficaces que la conception de Pelton.Une fois que l'eau a quitté la roue hydraulique, l'eau a généralement encore de la vitesse, gaspillant une grande partie de l'énergie cinétique de la roue hydraulique.La géométrie des pales de Pelton est telle que la roue ne quitte la roue qu'à une très faible vitesse après avoir fonctionné à la moitié de la vitesse du jet d'eau;par conséquent, la conception de Pelton capture presque entièrement l'énergie d'impact de l'eau, de sorte que le dispose d'une turbine à eau à haut rendement.
Une fois que le débit d'eau à grande vitesse à haut rendement est entré dans le pipeline, la forte colonne d'eau est dirigée vers les pales de ventilateur en forme de seau sur la roue mobile à travers la vanne à pointeau pour entraîner la roue mobile.Ceci est également connu sous le nom d'aubes de ventilateur à impact, elles entourent la périphérie de la roue motrice et sont collectivement appelées la roue motrice.(Voir photo pour plus de détails, Vintage Pelton Turbine).Lorsque le jet d'eau frappe les pales du ventilateur, le sens d'écoulement de l'eau change en raison de la forme du seau.La force de l'impact de l'eau exercera un moment sur le seau d'eau et le système de roue mobile, et l'utilisera pour faire tourner la roue mobile ;le sens d'écoulement de l'eau elle-même est "irréversible", et la sortie du débit d'eau est placée à l'extérieur du seau d'eau, et le débit du débit d'eau chutera à très faible vitesse.Au cours de ce processus, la quantité de mouvement du jet de fluide sera transférée à la roue en mouvement et de là à la turbine à eau.Ainsi, le "choc" peut effectivement fonctionner pour la turbine.Afin de maximiser la puissance et l'efficacité du travail de la turbine, le système de rotor et de turbine est conçu pour doubler la vitesse du jet de fluide sur l'aube.Et une très petite proportion de l'énergie cinétique d'origine du jet de fluide restera dans l'eau, ce qui fait que le godet se vide et se remplit à la même vitesse (voir conservation de la masse), de sorte que le fluide d'entrée à haute pression peut continuer à être injecté sans interruption.Aucune énergie ne doit être gaspillée.Habituellement, deux seaux seront montés côte à côte sur le rotor, ce qui permettra de diviser le débit d'eau en deux tuyaux égaux pour le jet (voir photo).Cette configuration équilibre les forces de charge latérale sur le rotor et contribue à assurer la douceur, tandis que l'énergie cinétique des jets de fluide est également transférée au rotor de la turbine hydraulique.
Étant donné que l'eau et la plupart des liquides sont presque incompressibles, la quasi-totalité de l'énergie disponible est capturée dans la première étape après que le fluide s'écoule dans la turbine.Les turbines Pelton, en revanche, n'ont qu'une seule section de roue mobile, contrairement aux turbines à gaz qui fonctionnent avec des fluides compressibles.
Applications pratiques Les turbines Pelton sont l'un des meilleurs types de turbines pour la production d'énergie hydroélectrique et sont le type de turbine le plus approprié pour l'environnement lorsque la source d'eau disponible a des hauteurs de chute très élevées et de faibles débits.efficace.Par conséquent, dans l'environnement de haute chute et de faible débit, la turbine Pelton est la plus efficace, même si elle est divisée en deux flux, elle contient toujours la même énergie en théorie.Aussi, les conduits utilisés pour les deux flux d'injection doivent être de qualité comparable, l'un nécessitant un tube long et fin et l'autre un tube court et large.Les turbines Pelton peuvent être installées sur des sites de toutes tailles.Il existe déjà des centrales hydroélectriques avec des turbines hydrauliques Pelton à arbre vertical de la classe des tonnes.Sa plus grande unité d'installation peut aller jusqu'à 200 MW.Les plus petites turbines Pelton, en revanche, ne mesurent que quelques centimètres de large et peuvent être utilisées pour extraire l'énergie de cours d'eau qui ne coulent que quelques gallons par minute.Certains systèmes de plomberie domestiques utilisent des roues hydrauliques de type Pelton pour la distribution d'eau.Ces petites turbines Pelton sont recommandées pour une utilisation à des hauteurs de tête de 30 pieds (9,1 m) ou plus pour générer une puissance significative.À l'heure actuelle, selon le débit d'eau et la conception, la hauteur de chute du site d'installation de la turbine Pelton est de préférence comprise entre 49 et 5 905 pieds (14,9 à 1 799,8 mètres), mais il n'y a pas de limite théorique à l'heure actuelle.
Heure de publication : 02-avril-2022
