पेल्टन टर्बाइनचे विहंगावलोकन आणि डिझाइन तत्त्वे

पेल्टन टर्बाइन (हे देखील भाषांतरित: पेल्टन वॉटरव्हील किंवा बोर्डेन टर्बाइन, इंग्रजी: पेल्टन व्हील किंवा पेल्टन टर्बाइन) हा एक प्रकारचा प्रभाव टर्बाइन आहे, जो अमेरिकन शोधक लेस्टर डब्ल्यू. यांनी विकसित केला होता. अॅलन पेल्टन यांनी विकसित केला होता.पेल्टन टर्बाइन वाहण्यासाठी पाण्याचा वापर करतात आणि उर्जा मिळविण्यासाठी वॉटरव्हीलवर आदळतात, जे पाण्याच्या वजनाने चालविल्या जाणार्‍या पारंपारिक उर्ध्व-इंजेक्शन वॉटरव्हीलपेक्षा वेगळे आहे.पेल्टनची रचना प्रकाशित होण्यापूर्वी, इम्पिंगमेंट टर्बाइनच्या अनेक भिन्न आवृत्त्या अस्तित्वात होत्या, परंतु त्या पेल्टनच्या डिझाइनपेक्षा कमी कार्यक्षम होत्या.वॉटरव्हीलमधून पाणी निघून गेल्यानंतर, पाण्याचा वेग अजूनही असतो, ज्यामुळे वॉटरव्हीलची बरीच गतीज ऊर्जा वाया जाते.पेल्टनची पॅडल भूमिती अशी आहे की वॉटर जेटच्या अर्ध्या वेगाने धावल्यानंतर इंपेलर अगदी कमी वेगाने इंपेलर सोडतो;म्हणून, पेल्टनची रचना पाण्याची प्रभाव ऊर्जा जवळजवळ संपूर्णपणे कॅप्चर करते, जेणेकरून उच्च-कार्यक्षमतेचे वॉटर टर्बाइन आहे.

उच्च-कार्यक्षमतेचा उच्च-वेगवान पाण्याचा प्रवाह पाइपलाइनमध्ये प्रवेश केल्यानंतर, चालते चाक चालविण्यासाठी सुई वाल्व्हद्वारे फिरत्या चाकावरील बादली-आकाराच्या फॅन ब्लेडकडे मजबूत पाण्याचा स्तंभ निर्देशित केला जातो.याला इम्पिंगमेंट फॅन ब्लेड असेही म्हणतात, ते ड्रायव्हिंग व्हीलच्या परिघाभोवती असतात आणि त्यांना एकत्रितपणे ड्रायव्हिंग व्हील म्हणतात.(तपशीलांसाठी फोटो पहा, व्हिंटेज पेल्टन टर्बाइन).पाण्याचा जेट पंख्याच्या ब्लेडवर आदळत असताना, बादलीच्या आकारामुळे पाण्याच्या प्रवाहाची दिशा बदलते.पाण्याच्या आघाताची शक्ती पाण्याची बादली आणि फिरत्या चाकाच्या प्रणालीवर एक क्षण टाकेल आणि चालते चाक फिरवण्यासाठी याचा वापर करेल;पाण्याच्या प्रवाहाची दिशा स्वतःच “अपरिवर्तनीय” आहे आणि पाण्याचा प्रवाह आउटलेट पाण्याच्या बादलीच्या बाहेर सेट केला आहे आणि पाण्याच्या प्रवाहाचा प्रवाह दर अत्यंत कमी वेगाने खाली येईल.या प्रक्रियेदरम्यान, फ्लुइड जेटची गती फिरत्या चाकाकडे आणि तेथून वॉटर टर्बाइनमध्ये हस्तांतरित केली जाईल.त्यामुळे टर्बाइनसाठी “शॉक” खरोखरच काम करू शकतो.टर्बाइनच्या कामाची शक्ती आणि कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी, रोटर आणि टर्बाइन सिस्टमची रचना द्रव जेटचा वेग दुप्पट करण्यासाठी केली आहे.आणि फ्लुइड जेटच्या मूळ गतीज उर्जेचा फारच छोटासा भाग पाण्यात राहील, ज्यामुळे बादली रिकामी होते आणि त्याच वेगाने भरते (मास कंझर्वेशन पहा), जेणेकरून उच्च-दाब इनपुट द्रवपदार्थ इंजेक्शन करणे सुरू ठेवू शकेल. व्यत्यय न करता.ऊर्जा वाया घालवायची गरज नाही.सहसा, रोटरवर दोन बादल्या शेजारी बसवल्या जातील, ज्यामुळे पाण्याचा प्रवाह जेटिंगसाठी दोन समान पाईप्समध्ये विभागला जाऊ शकतो (चित्र पहा).हे कॉन्फिगरेशन रोटरवरील साइड लोड फोर्सेस संतुलित करते आणि गुळगुळीतपणा सुनिश्चित करण्यास मदत करते, तर फ्लुइड जेट्समधून गतिज ऊर्जा देखील हायड्रो टर्बाइन रोटरमध्ये हस्तांतरित केली जाते.

पाणी आणि बहुतेक द्रवपदार्थ जवळजवळ दाबण्यायोग्य नसल्यामुळे, द्रव टर्बाइनमध्ये वाहल्यानंतर जवळजवळ सर्व उपलब्ध ऊर्जा पहिल्या टप्प्यात पकडली जाते.दुसरीकडे, पेल्टन टर्बाइनमध्ये फक्त एकच फिरणारा चाक विभाग असतो, गॅस टर्बाइनच्या विपरीत जे दाबण्यायोग्य द्रवांवर चालतात.

व्यावहारिक उपयोग पेल्टन टर्बाइन हे जलविद्युत निर्मितीसाठी सर्वोत्तम प्रकारच्या टर्बाइनपैकी एक आहेत आणि जेव्हा उपलब्ध पाण्याच्या स्त्रोताची उंची खूप जास्त असते आणि प्रवाह दर कमी असतो तेव्हा ते पर्यावरणासाठी सर्वात योग्य प्रकारचे टर्बाइन आहेत.प्रभावीम्हणून, उच्च डोके आणि कमी प्रवाहाच्या वातावरणात, पेल्टन टर्बाइन सर्वात प्रभावी आहे, जरी ते दोन प्रवाहांमध्ये विभागले गेले असले तरीही, त्यात सिद्धांततः समान ऊर्जा असते.तसेच, दोन इंजेक्शन स्ट्रीमसाठी वापरल्या जाणार्‍या कंड्युट्स तुलनात्मक दर्जाचे असले पाहिजेत, ज्यापैकी एक लांब पातळ ट्यूब आणि दुसरी लहान रुंद ट्यूब आवश्यक आहे.पेल्टन टर्बाइन सर्व आकारांच्या साइटवर स्थापित केले जाऊ शकतात.टन क्लासमध्ये हायड्रोलिक वर्टिकल शाफ्ट पेल्टन टर्बाइन असलेले जलविद्युत प्रकल्प आधीच आहेत.त्याची सर्वात मोठी स्थापना युनिट 200 मेगावॅट पर्यंत असू शकते.दुसरीकडे, सर्वात लहान पेल्टन टर्बाइन फक्त काही इंच रुंद आहेत आणि प्रति मिनिट फक्त काही गॅलन वाहणाऱ्या प्रवाहांमधून ऊर्जा काढण्यासाठी वापरली जाऊ शकतात.काही घरगुती प्लंबिंग सिस्टम पाणी वितरणासाठी पेल्टन-प्रकारचे वॉटरव्हील्स वापरतात.या लहान पेल्टन टर्बाइनचा वापर लक्षणीय उर्जा निर्माण करण्यासाठी 30 फूट (9.1 मीटर) किंवा त्याहून अधिक उंचीवर वापरण्याची शिफारस केली जाते.सध्या, पाण्याचा प्रवाह आणि रचनेनुसार, पेल्टन टर्बाइनच्या स्थापनेच्या जागेच्या डोक्याची उंची शक्यतो 49 ते 5,905 फूट (14.9 ते 1,799.8 मीटर) दरम्यान आहे, परंतु सध्या कोणतीही सैद्धांतिक मर्यादा नाही.