પેલ્ટન ટર્બાઇનના વિહંગાવલોકન અને ડિઝાઇન સિદ્ધાંતો

પેલ્ટન ટર્બાઇન (જેનું ભાષાંતર પણ થાય છે: પેલ્ટન વોટરવ્હીલ અથવા બોરડેઇન ટર્બાઇન, અંગ્રેજી: પેલ્ટન વ્હીલ અથવા પેલ્ટન ટર્બાઇન) એ એક પ્રકારની ઇમ્પેક્ટ ટર્બાઇન છે, જે અમેરિકન શોધક લેસ્ટર ડબલ્યુ. દ્વારા વિકસાવવામાં આવી હતી. એલન પેલ્ટન દ્વારા વિકસાવવામાં આવી હતી.પેલ્ટન ટર્બાઇન પાણીના પ્રવાહ માટે પાણીનો ઉપયોગ કરે છે અને ઉર્જા મેળવવા માટે વોટરવ્હીલને ફટકારે છે, જે પાણીના જ વજનથી ચાલતા પરંપરાગત અપવર્ડ-ઇન્જેક્શન વોટરવ્હીલથી અલગ છે.પેલ્ટનની ડિઝાઇન પ્રકાશિત થઈ તે પહેલાં, ઇમ્પિન્જમેન્ટ ટર્બાઇનની વિવિધ આવૃત્તિઓ અસ્તિત્વમાં હતી, પરંતુ તે પેલ્ટનની ડિઝાઇન કરતાં ઓછી કાર્યક્ષમ હતી.વોટરવ્હીલમાંથી પાણી નીકળી જાય પછી, પાણીમાં સામાન્ય રીતે ઝડપ રહે છે, જે વોટરવ્હીલની ગતિશીલ ઊર્જાનો મોટાભાગનો વ્યય કરે છે.પેલ્ટનની પેડલ ભૂમિતિ એવી છે કે ઇમ્પેલર વોટર જેટની અડધી ઝડપે દોડ્યા પછી ખૂબ જ ઓછી ઝડપે ઇમ્પેલરને છોડી દે છે;તેથી, પેલ્ટનની ડિઝાઇન લગભગ સંપૂર્ણ રીતે પાણીની અસર ઊર્જાને કેપ્ચર કરે છે, જેથી પાણીની ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા ધરાવતી ટર્બાઇન હોય.

હાઇ-કાર્યક્ષમતા હાઇ-સ્પીડ વોટર ફ્લો પાઇપલાઇનમાં પ્રવેશ્યા પછી, મજબૂત પાણીના સ્તંભને મૂવિંગ વ્હીલ ચલાવવા માટે સોય વાલ્વ દ્વારા મૂવિંગ વ્હીલ પર બકેટ-આકારના પંખાના બ્લેડ તરફ નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે.આને ઇમ્પિન્જમેન્ટ ફેન બ્લેડ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તેઓ ડ્રાઇવિંગ વ્હીલની પરિઘને ઘેરી લે છે અને તેને સામૂહિક રીતે ડ્રાઇવિંગ વ્હીલ કહેવામાં આવે છે.(વિગતો માટે ફોટો જુઓ, વિંટેજ પેલ્ટન ટર્બાઇન).જેમ જેમ પાણીનું જેટ ચાહકના બ્લેડ પર ટકરાશે તેમ, ડોલના આકારને કારણે પાણીના પ્રવાહની દિશા બદલાશે.પાણીની અસરનું બળ પાણીની બકેટ અને મૂવિંગ વ્હીલ સિસ્ટમ પર એક ક્ષણનો ઉપયોગ કરશે, અને તેનો ઉપયોગ મૂવિંગ વ્હીલને ફેરવવા માટે કરશે;પાણીના પ્રવાહની દિશા પોતે જ "ઉલટાવી શકાય તેવું" છે, અને પાણીના પ્રવાહનું આઉટલેટ પાણીની ડોલની બહાર સુયોજિત છે, અને પાણીના પ્રવાહનો પ્રવાહ દર ખૂબ જ ઓછી ઝડપે જશે.આ પ્રક્રિયા દરમિયાન, પ્રવાહી જેટની ગતિને મૂવિંગ વ્હીલમાં અને ત્યાંથી વોટર ટર્બાઇનમાં સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવશે.તેથી "આંચકો" ખરેખર ટર્બાઇન માટે કામ કરી શકે છે.ટર્બાઇનના કાર્યની શક્તિ અને કાર્યક્ષમતાને મહત્તમ બનાવવા માટે, રોટર અને ટર્બાઇન સિસ્ટમને બકેટ પર પ્રવાહી જેટના વેગને બમણી કરવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવી છે.અને પ્રવાહી જેટની મૂળ ગતિ ઊર્જાનો ખૂબ જ નાનો હિસ્સો પાણીમાં રહેશે, જે ડોલને ખાલી બનાવે છે અને તે જ ઝડપે ભરે છે (સામૂહિક સંરક્ષણ જુઓ), જેથી ઉચ્ચ દબાણયુક્ત ઇનપુટ પ્રવાહીને ઇન્જેક્ટ કરવાનું ચાલુ રાખી શકાય. વિક્ષેપ વિના.ઊર્જા વેડફવાની જરૂર નથી.સામાન્ય રીતે, રોટર પર બે ડોલ સાથે સાથે માઉન્ટ કરવામાં આવશે, જે પાણીના પ્રવાહને જેટિંગ માટે બે સમાન પાઈપોમાં વિભાજિત કરવાની મંજૂરી આપશે (ચિત્ર જુઓ).આ રૂપરેખાંકન રોટર પર સાઇડ લોડ દળોને સંતુલિત કરે છે અને સરળતા સુનિશ્ચિત કરવામાં મદદ કરે છે, જ્યારે પ્રવાહી જેટમાંથી ગતિ ઊર્જા પણ હાઇડ્રો ટર્બાઇન રોટરમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે.

પાણી અને મોટા ભાગના પ્રવાહી લગભગ અસ્પષ્ટ હોવાથી, પ્રવાહી ટર્બાઇનમાં વહેતા થયા પછી લગભગ તમામ ઉપલબ્ધ ઉર્જા પ્રથમ તબક્કામાં લેવામાં આવે છે.બીજી તરફ, પેલ્ટન ટર્બાઈન્સમાં માત્ર એક જ ફરતા વ્હીલ વિભાગ હોય છે, જે ગેસ ટર્બાઈનથી વિપરીત છે જે સંકોચનીય પ્રવાહી પર કાર્ય કરે છે.

પ્રાયોગિક ઉપયોગો પેલ્ટન ટર્બાઇન એ હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પાવર જનરેશન માટે શ્રેષ્ઠ પ્રકારનાં ટર્બાઇન પૈકી એક છે અને જ્યારે ઉપલબ્ધ પાણીના સ્ત્રોતમાં ખૂબ જ ઊંચી ઊંચાઇ અને નીચા પ્રવાહ દર હોય ત્યારે તે પર્યાવરણ માટે સૌથી યોગ્ય પ્રકારનું ટર્બાઇન છે.અસરકારકતેથી, ઉચ્ચ માથું અને નીચા પ્રવાહના વાતાવરણમાં, પેલ્ટન ટર્બાઇન સૌથી અસરકારક છે, જો તે બે પ્રવાહોમાં વહેંચાયેલું હોય, તો પણ તે સિદ્ધાંતમાં સમાન ઊર્જા ધરાવે છે.ઉપરાંત, બે ઈન્જેક્શન સ્ટ્રીમ્સ માટે વપરાતી નળીઓ તુલનાત્મક ગુણવત્તાની હોવી જોઈએ, જેમાંથી એકને લાંબી પાતળી નળી અને બીજી ટૂંકી પહોળી નળીની જરૂર પડે છે.પેલ્ટન ટર્બાઇન તમામ કદની સાઇટ્સમાં ઇન્સ્ટોલ કરી શકાય છે.ટન વર્ગમાં હાઇડ્રોલિક વર્ટિકલ શાફ્ટ પેલ્ટન ટર્બાઇન સાથેના હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પાવર પ્લાન્ટ્સ પહેલેથી જ છે.તેનું સૌથી મોટું ઇન્સ્ટોલેશન યુનિટ 200 મેગાવોટ સુધીનું હોઈ શકે છે.બીજી તરફ, સૌથી નાની પેલ્ટન ટર્બાઇન માત્ર થોડા ઇંચ પહોળા હોય છે અને તેનો ઉપયોગ સ્ટ્રીમ્સમાંથી ઊર્જા કાઢવા માટે થઈ શકે છે જે પ્રતિ મિનિટ માત્ર થોડા ગેલન વહે છે.કેટલીક ઘરગથ્થુ પ્લમ્બિંગ સિસ્ટમો પાણીની ડિલિવરી માટે પેલ્ટન પ્રકારના વોટર વ્હીલ્સનો ઉપયોગ કરે છે.આ નાના પેલ્ટન ટર્બાઇનને નોંધપાત્ર શક્તિ ઉત્પન્ન કરવા માટે 30 ફૂટ (9.1 મીટર) અથવા વધુની ઊંચાઈએ ઉપયોગ માટે ભલામણ કરવામાં આવે છે.હાલમાં, પાણીના પ્રવાહ અને ડિઝાઇન અનુસાર, પેલ્ટન ટર્બાઇનના ઇન્સ્ટોલેશન સાઇટની હેડની ઊંચાઈ પ્રાધાન્યમાં 49 થી 5,905 ફૂટ (14.9 થી 1,799.8 મીટર) ની રેન્જમાં છે, પરંતુ હાલમાં કોઈ સૈદ્ધાંતિક મર્યાદા નથી.