Pelton-turbine (ook vertaald: Pelton-waterrad of Bourdain-turbine, Engels: Pelton-wiel of Pelton-turbine) is een soort slagturbine, ontwikkeld door de Amerikaanse uitvinder Lester W. Ontwikkeld door Alan Pelton.Pelton-turbines gebruiken water om te stromen en raken het waterrad om energie te verkrijgen, wat anders is dan het traditionele waterrad met opwaartse injectie dat wordt aangedreven door het gewicht van het water zelf.Voordat het ontwerp van Pelton werd gepubliceerd, bestonden er verschillende versies van de botsingsturbine, maar deze waren minder efficiënt dan het ontwerp van Pelton.Nadat het water het waterrad verlaat, heeft het water meestal nog snelheid, waardoor veel van de kinetische energie van het waterrad wordt verspild.De peddelgeometrie van Pelton is zodanig dat de waaier de waaier met slechts een zeer lage snelheid verlaat nadat hij met de helft van de snelheid van de waterstraal heeft gedraaid;daarom vangt het ontwerp van Pelton de impactenergie van het water bijna volledig op, zodat de heeft een zeer efficiënte waterturbine.
Nadat de zeer efficiënte waterstroom met hoge snelheid de pijpleiding binnenkomt, wordt de sterke waterkolom door de naaldklep naar de emmervormige ventilatorbladen op het bewegende wiel geleid om het bewegende wiel aan te drijven.Dit staat ook bekend als de impingement-ventilatorbladen, ze omringen de omtrek van het aandrijfwiel en worden gezamenlijk het aandrijfwiel genoemd.(Zie foto voor details, Vintage Pelton Turbine).Als de waterstraal de ventilatorbladen raakt, verandert de stroomrichting van het water door de vorm van de emmer.De kracht van de waterinslag oefent een moment uit op de wateremmer en het bewegende wielsysteem en gebruikt dit om het bewegende wiel te draaien;de stroomrichting van het water zelf is "onomkeerbaar", en de waterstroomuitlaat wordt buiten de wateremmer geplaatst en de stroomsnelheid van de waterstroom zal dalen tot zeer lage snelheid.Tijdens dit proces wordt het momentum van de vloeistofstraal overgedragen op het bewegende wiel en van daaruit naar de waterturbine.Dus de "schok" kan inderdaad werk doen voor de turbine.Om het vermogen en de efficiëntie van het werk van de turbine te maximaliseren, zijn de rotor en het turbinesysteem ontworpen om de snelheid van de vloeistofstraal op de emmer te verdubbelen.En een heel klein deel van de oorspronkelijke kinetische energie van de vloeistofstraal blijft in het water, waardoor de emmer met dezelfde snelheid leeg en vol raakt (zie massabehoud), zodat de hogedruk-invoervloeistof kan blijven worden geïnjecteerd zonder onderbreking.Er hoeft geen energie verspild te worden.Meestal worden er twee emmers naast elkaar op de rotor gemonteerd, waardoor de waterstroom in twee gelijke pijpen kan worden gesplitst voor het spuiten (zie afbeelding).Deze configuratie compenseert de zijdelingse belastingskrachten op de rotor en zorgt voor soepelheid, terwijl de kinetische energie van de vloeistofstralen ook wordt overgebracht naar de hydroturbinerotor.
Omdat water en de meeste vloeistoffen bijna onsamendrukbaar zijn, wordt bijna alle beschikbare energie opgevangen in de eerste fase nadat de vloeistof in de turbine stroomt.Pelton-turbines hebben daarentegen slechts één bewegend wielgedeelte, in tegenstelling tot gasturbines die op samendrukbare vloeistoffen werken.
Praktische toepassingen Pelton-turbines zijn een van de beste typen turbines voor de opwekking van waterkracht en zijn het meest geschikte type turbine voor het milieu wanneer de beschikbare waterbron zeer hoge opvoerhoogten en lage stroomsnelheden heeft.effectief.Daarom is de Pelton-turbine in de omgeving met hoge opvoerhoogte en lage stroom het meest effectief, zelfs als deze in twee stromen is verdeeld, bevat deze in theorie nog steeds dezelfde energie.Ook moeten de leidingen die worden gebruikt voor de twee injectiestromen van vergelijkbare kwaliteit zijn, waarvan de ene een lange dunne buis nodig heeft en de andere een korte brede buis.Pelton-turbines kunnen op locaties van elke omvang worden geïnstalleerd.Er zijn al waterkrachtcentrales met hydraulische Pelton-turbines met verticale as in de tonklasse.De grootste installatie-eenheid kan tot 200 MW zijn.De kleinste Pelton-turbines zijn daarentegen slechts enkele centimeters breed en kunnen worden gebruikt om energie te halen uit stromen die slechts enkele gallons per minuut stromen.Sommige huishoudelijke sanitaire systemen gebruiken waterraderen van het Pelton-type voor de watertoevoer.Deze kleine Pelton-turbines worden aanbevolen voor gebruik bij een hoofdhoogte van 9,1 m of meer om aanzienlijk vermogen te genereren.Op dit moment ligt, afhankelijk van de waterstroom en het ontwerp, de kophoogte van de installatieplaats van de Pelton-turbine bij voorkeur in het bereik van 49 tot 5905 voet (14,9 tot 1799,8 meter), maar er is momenteel geen theoretische limiet.
Posttijd: 02-04-2022
