პელტონის ტურბინის მიმოხილვა და დიზაინის პრინციპები

Pelton turbine (ასევე ითარგმნება: Pelton waterwheel ან Bourdain turbine, ინგლისურად: Pelton wheel or Pelton Turbine) არის ერთგვარი დარტყმის ტურბინა, რომელიც შეიმუშავა ამერიკელმა გამომგონებელმა ლესტერ ვ. შემუშავებული ალან პელტონის მიერ.Pelton ტურბინები იყენებენ წყალს ნაკადისთვის და ურტყამს წყლის ბორბალს ენერგიის მისაღებად, რაც განსხვავდება ტრადიციული ზევით ინექციური წყლის ბორბლისგან, რომელიც ამოძრავებს თავად წყლის წონით.პელტონის დიზაინის გამოქვეყნებამდე, შეჯახების ტურბინის რამდენიმე განსხვავებული ვერსია არსებობდა, მაგრამ ისინი ნაკლებად ეფექტური იყო ვიდრე პელტონის დიზაინი.მას შემდეგ, რაც წყალი ტოვებს წყლის ბორბალს, წყალს, როგორც წესი, აქვს სიჩქარე, რაც ხარჯავს წყლის ბორბლის კინეტიკური ენერგიის დიდ ნაწილს.პელტონის ნაჭუჭის გეომეტრია ისეთია, რომ იმპულარი ტოვებს იმპულს მხოლოდ ძალიან დაბალი სიჩქარით წყლის ჭავლის სიჩქარის ნახევარზე გაშვების შემდეგ;ამიტომ, პელტონის დიზაინი თითქმის მთლიანად ასახავს წყლის ზემოქმედების ენერგიას, ისე რომ მას აქვს მაღალი ეფექტურობის წყლის ტურბინა.

მას შემდეგ, რაც მაღალი ეფექტურობის მაღალი სიჩქარით წყლის ნაკადი შედის მილსადენში, ძლიერი წყლის სვეტი მიემართება მოძრავ ბორბალზე ვედროს ფორმის ვენტილატორის პირებს ნემსის სარქვლის მეშვეობით, რათა მოძრავი ბორბალი ამოძრავებდეს.ეს ასევე ცნობილია, როგორც შეჯახების ვენტილატორის პირები, ისინი გარს აკრავს მამოძრავებელი ბორბლის პერიფერიას და ერთობლივად უწოდებენ მამოძრავებელ ბორბალს.(იხილეთ ფოტო დეტალებისთვის, Vintage Pelton Turbine).როდესაც წყლის ჭავლი ეჯახება ვენტილატორის პირებს, წყლის ნაკადის მიმართულება შეიცვლება თაიგულის ფორმის გამო.წყლის ზემოქმედების ძალა მომენტს მოახდენს წყლის თაიგულზე და მოძრავი ბორბლის სისტემაზე და გამოიყენებს მას მოძრავი ბორბლის დასატრიალებლად;თავად წყლის დინების მიმართულება „შეუქცევადია“ და წყლის ნაკადის გამოსასვლელი დაყენებულია წყლის ბუდის გარეთ და წყლის ნაკადის სიჩქარე დაეცემა ძალიან დაბალ სიჩქარემდე.ამ პროცესის დროს სითხის ჭავლის იმპულსი გადაეცემა მოძრავ ბორბალს და იქიდან წყლის ტურბინაში.ასე რომ, "შოკს" ნამდვილად შეუძლია ტურბინისთვის მუშაობა.ტურბინის მუშაობის სიმძლავრისა და ეფექტურობის მაქსიმალურად გაზრდის მიზნით, როტორისა და ტურბინის სისტემა შექმნილია იმისათვის, რომ გააორმაგოს სითხის ჭავლის სიჩქარე თაიგულზე.და სითხის ჭავლის საწყისი კინეტიკური ენერგიის ძალიან მცირე ნაწილი დარჩება წყალში, რაც ასუფთავებს ვედროს და ავსებს იმავე სიჩქარით (იხ. მასის კონსერვაცია), ასე რომ, მაღალი წნევის შეყვანის სითხის შეყვანა შეიძლება გაგრძელდეს. შეფერხების გარეშე.ენერგიის დაკარგვა არ არის საჭირო.ჩვეულებრივ, როტორზე გვერდიგვერდ დამონტაჟდება ორი ვედრო, რაც საშუალებას მისცემს წყლის ნაკადს გაიყოს ორ თანაბარ მილში ჩაქრობისთვის (იხ. სურათი).ეს კონფიგურაცია აბალანსებს გვერდითი დატვირთვის ძალებს როტორზე და ხელს უწყობს სიგლუვის უზრუნველყოფას, ხოლო სითხის ჭავლებიდან კინეტიკური ენერგია ასევე გადადის ჰიდროტურბინის როტორზე.

ვინაიდან წყალი და სითხეების უმეტესობა თითქმის შეკუმშვადია, თითქმის მთელი არსებული ენერგია ითვისება პირველ ეტაპზე მას შემდეგ, რაც სითხე ტურბინაში ჩაედინება.პელტონის ტურბინებს, თავის მხრივ, აქვთ მხოლოდ ერთი მოძრავი ბორბლის განყოფილება, განსხვავებით გაზის ტურბინებისგან, რომლებიც მუშაობენ კომპრესირებულ სითხეებზე.

პრაქტიკული გამოყენება პელტონის ტურბინები ჰიდროელექტროენერგიის წარმოებისთვის ტურბინების ერთ-ერთი საუკეთესო სახეობაა და ყველაზე შესაფერისი ტიპის ტურბინებია გარემოსთვის, როდესაც წყლის ხელმისაწვდომ წყაროს აქვს ძალიან მაღალი სიმაღლე და დაბალი დინების სიჩქარე.ეფექტური.მაშასადამე, მაღალი სათავე და დაბალი დინების გარემოში პელტონის ტურბინა ყველაზე ეფექტურია, მაშინაც კი, თუ ის იყოფა ორ ნაკადად, თეორიულად მაინც იგივე ენერგიას შეიცავს.ასევე, ორი საინექციო ნაკადისთვის გამოყენებული მილები უნდა იყოს შესადარებელი ხარისხის, რომელთაგან ერთი მოითხოვს გრძელ თხელ მილს, ხოლო მეორეს მოკლე ფართო მილს.Pelton ტურბინები შეიძლება დამონტაჟდეს ყველა ზომის ადგილზე.უკვე არის ჰიდროელექტროსადგურები ჰიდრავლიკური ვერტიკალური ლილვის Pelton ტურბინებით ტონურ კლასში.მისი ყველაზე დიდი სამონტაჟო ერთეული შეიძლება იყოს 200 მეგავატამდე.მეორეს მხრივ, ყველაზე პატარა პელტონის ტურბინები მხოლოდ რამდენიმე ინჩის სიგანეა და მათი გამოყენება შესაძლებელია ნაკადებიდან ენერგიის მოსაპოვებლად, რომლებიც წუთში მხოლოდ რამდენიმე გალონს მოედინება.ზოგიერთი საყოფაცხოვრებო სანტექნიკის სისტემა იყენებს Pelton-ის ტიპის წყლის ბორბლებს წყლის მიწოდებისთვის.ეს პატარა პელტონის ტურბინები რეკომენდირებულია 30 ფუტის (9.1 მ) ან მეტი სიმაღლეზე გამოსაყენებლად მნიშვნელოვანი სიმძლავრის გამომუშავებისთვის.ამჟამად, წყლის ნაკადისა და დიზაინის მიხედვით, პელტონის ტურბინის სამონტაჟო ადგილის სათავე სიმაღლე სასურველია იყოს 49-დან 5,905 ფუტის (14,9-დან 1,799.8 მეტრამდე) დიაპაზონში, მაგრამ ამჟამად არ არსებობს თეორიული შეზღუდვა.