La turbina Pelton (tradotta anche: Pelton waterwheel o Bourdain turbine, inglese: Pelton wheel o Pelton Turbine) è una specie di turbina a impatto, sviluppata dall'inventore americano Lester W. Sviluppata da Alan Pelton.Le turbine Pelton utilizzano l'acqua per fluire e colpiscono la ruota idraulica per ottenere energia, che è diversa dalla tradizionale ruota idraulica a iniezione verso l'alto azionata dal peso dell'acqua stessa.Prima che il progetto di Pelton fosse pubblicato, esistevano diverse versioni della turbina a urto, ma erano meno efficienti del progetto di Pelton.Dopo che l'acqua ha lasciato la ruota idraulica, l'acqua di solito ha ancora velocità, sprecando gran parte dell'energia cinetica della ruota idraulica.La geometria della paletta di Pelton è tale che la girante lasci la girante solo a una velocità molto bassa dopo aver funzionato a metà della velocità del getto d'acqua;pertanto, il design di Pelton cattura quasi interamente l'energia d'impatto dell'acqua, in modo che abbia una turbina ad acqua ad alta efficienza.
Dopo che il flusso d'acqua ad alta velocità ad alta efficienza entra nella tubazione, la forte colonna d'acqua viene diretta alle pale del ventilatore a forma di secchio sulla ruota mobile attraverso la valvola a spillo per azionare la ruota mobile.Questo è anche noto come pale della ventola ad urto, circondano la periferia della ruota motrice e sono collettivamente chiamate ruota motrice.(Vedi foto per i dettagli, Turbina Pelton Vintage).Quando il getto d'acqua colpisce le pale della ventola, la direzione del flusso dell'acqua cambierà a causa della forma del secchio.La forza dell'impatto dell'acqua eserciterà un momento sul secchio dell'acqua e sul sistema di ruote mobili e lo utilizzerà per ruotare la ruota mobile;la direzione del flusso dell'acqua stessa è "irreversibile" e l'uscita del flusso d'acqua è posizionata all'esterno del secchio dell'acqua e la portata del flusso d'acqua scenderà a velocità molto bassa.Durante questo processo, la quantità di moto del getto di fluido sarà trasferita alla ruota mobile e da lì alla turbina ad acqua.Quindi lo "shock" può davvero funzionare per la turbina.Per massimizzare la potenza e l'efficienza del lavoro della turbina, il sistema rotore e turbina è progettato per raddoppiare la velocità del getto di fluido sulla benna.E una piccolissima parte dell'energia cinetica originale del getto di fluido rimarrà nell'acqua, il che rende il secchio vuoto e pieno alla stessa velocità (vedi conservazione della massa), in modo che il fluido ad alta pressione in ingresso possa continuare ad essere iniettato senza interruzione.Nessuna energia deve essere sprecata.Di solito, sul rotore vengono montati due secchi affiancati, il che consentirà di dividere il flusso d'acqua in due tubi uguali per il getto (vedi immagine).Questa configurazione bilancia le forze di carico laterali sul rotore e contribuisce a garantire la scorrevolezza, mentre l'energia cinetica dei getti di fluido viene trasferita anche al rotore della turbina idraulica.
Poiché l'acqua e la maggior parte dei liquidi sono quasi incomprimibili, quasi tutta l'energia disponibile viene catturata nel primo stadio dopo che il fluido scorre nella turbina.Le turbine Pelton, invece, hanno una sola sezione di ruota mobile, a differenza delle turbine a gas che funzionano con fluidi comprimibili.
Applicazioni pratiche Le turbine Pelton sono uno dei migliori tipi di turbine per la produzione di energia idroelettrica e sono il tipo di turbina più adatto all'ambiente quando la fonte d'acqua disponibile ha altezze di prevalenza molto elevate e basse portate.efficace.Pertanto, nell'ambiente ad alta prevalenza e bassa portata, la turbina Pelton è la più efficace, anche se è divisa in due flussi, in teoria contiene ancora la stessa energia.Inoltre, i condotti utilizzati per i due flussi di iniezione devono essere di qualità comparabile, uno dei quali richiede un tubo lungo e sottile e l'altro un tubo corto e largo.Le turbine Pelton possono essere installate in siti di tutte le dimensioni.Esistono già centrali idroelettriche con turbine idrauliche Pelton ad albero verticale nella classe ton.La sua unità di installazione più grande può arrivare fino a 200 MW.Le più piccole turbine Pelton, invece, sono larghe solo pochi centimetri e possono essere utilizzate per estrarre energia da flussi che scorrono solo pochi galloni al minuto.Alcuni sistemi idraulici domestici utilizzano ruote idrauliche di tipo Pelton per l'erogazione dell'acqua.Queste piccole turbine Pelton sono consigliate per l'uso ad altezze di testa di 30 piedi (9,1 m) o più per generare una potenza significativa.Attualmente, in base al flusso d'acqua e al progetto, l'altezza di testa del sito di installazione della turbina Pelton è preferibilmente compresa tra 49 e 5.905 piedi (da 14,9 a 1.799,8 metri), ma al momento non esiste un limite teorico.
Tempo di pubblicazione: 02-aprile-2022
