Tua bin Pelton (còn được dịch: Bánh xe nước Pelton hoặc tua bin Bourdain, tiếng Anh: Pelton wheel hay Pelton Turbine) là một loại tua bin tác động, được phát triển bởi nhà phát minh người Mỹ Lester W. Do Alan Pelton phát triển.Tua bin Pelton sử dụng nước để chảy và đập vào bánh xe nước để thu năng lượng, khác với kiểu bánh xe nước phun lên truyền thống được điều khiển bởi chính trọng lượng của nước.Trước khi thiết kế của Pelton được công bố, đã có một số phiên bản khác nhau của tuabin xung lực, nhưng chúng kém hiệu quả hơn thiết kế của Pelton.Sau khi nước rời khỏi guồng nước, nước thường vẫn còn tốc độ, làm hao phí nhiều động năng của bánh xe nước.Hình học cánh khuấy của Pelton là sao cho cánh quạt rời cánh quạt chỉ với tốc độ rất thấp sau khi chạy với tốc độ bằng một nửa của tia nước;do đó, thiết kế của Pelton nắm bắt được năng lượng tác động của nước gần như hoàn toàn, để có một tuabin nước hiệu suất cao.
Sau khi dòng nước tốc độ cao hiệu suất cao đi vào đường ống, cột nước mạnh được dẫn đến các cánh quạt hình gầu trên bánh xe chuyển động qua van kim để dẫn động bánh xe chuyển động.Đây còn được gọi là cánh quạt cản trở, chúng bao quanh ngoại vi của bánh xe dẫn động và được gọi chung là bánh xe dẫn động.(Xem ảnh để biết chi tiết, Tua bin Pelton cổ điển).Khi tia nước tác động vào cánh quạt, hướng chảy của nước sẽ thay đổi do hình dạng của xô.Lực tác động của nước sẽ tác dụng một lúc lên gầu nước và hệ thống bánh xe chuyển động, dùng lực này để quay bánh xe chuyển động;Bản thân hướng chảy của nước là "không thể đảo ngược", và đầu ra của dòng nước được đặt bên ngoài thùng nước, và tốc độ chảy của dòng nước sẽ giảm xuống Tốc độ rất thấp.Trong quá trình này, động lượng của tia chất lỏng sẽ được truyền tới bánh xe chuyển động và từ đó truyền đến tuabin nước.Vì vậy, "cú sốc" thực sự có thể làm việc cho tuabin.Để tăng tối đa công suất và hiệu quả làm việc của tuabin, hệ thống rôto và tuabin được thiết kế để tăng gấp đôi vận tốc của dòng chất lỏng lên gầu.Và một phần rất nhỏ động năng ban đầu của tia chất lỏng sẽ vẫn còn trong nước, làm cho xô rỗng và đầy ở cùng tốc độ (xem bảo toàn khối lượng), do đó chất lỏng đầu vào áp suất cao có thể tiếp tục được bơm vào. mà không bị gián đoạn.Không cần lãng phí năng lượng.Thông thường, hai gầu sẽ được gắn cạnh nhau trên cánh quạt, điều này sẽ giúp dòng nước được chia thành hai ống bằng nhau để phun ra (xem hình).Cấu hình này cân bằng các lực tải bên lên rôto và giúp đảm bảo sự êm dịu, đồng thời động năng từ các tia chất lỏng cũng được chuyển đến rôto tuabin thủy điện.
Vì nước và hầu hết các chất lỏng hầu như không thể nén được, nên hầu như tất cả năng lượng sẵn có được thu nhận trong giai đoạn đầu tiên sau khi chất lỏng chảy vào tuabin.Mặt khác, tuabin Pelton chỉ có một phần bánh xe chuyển động, không giống như tuabin khí hoạt động trên chất lỏng có thể nén được.
Ứng dụng thực tế Tuabin Pelton là một trong những loại tuabin tốt nhất cho sản xuất thủy điện và là loại tuabin phù hợp nhất với môi trường khi nguồn nước sẵn có có chiều cao cột áp rất cao và lưu lượng dòng chảy thấp.có hiệu lực.Vì vậy, trong môi trường cột áp cao và dòng chảy thấp, tuabin Pelton là hiệu quả nhất, kể cả khi nó được chia thành hai dòng thì trên lý thuyết nó vẫn chứa một năng lượng như nhau.Ngoài ra, các ống dẫn được sử dụng cho hai dòng phun phải có chất lượng tương đương, một trong số đó yêu cầu ống dài mỏng và ống kia là ống rộng ngắn.Các tuabin Pelton có thể được lắp đặt ở mọi quy mô.Hiện đã có các nhà máy thủy điện với tuabin Pelton trục đứng thủy lực hạng tấn.Đơn vị lắp đặt lớn nhất của nó có thể lên đến 200 MW.Mặt khác, các tuabin Pelton nhỏ nhất chỉ rộng vài inch và có thể được sử dụng để chiết xuất năng lượng từ các dòng chảy chỉ vài gallon mỗi phút.Một số hệ thống ống nước gia đình sử dụng guồng nước kiểu Pelton để dẫn nước.Các tuabin Pelton nhỏ này được khuyến nghị sử dụng ở độ cao đầu từ 30 feet (9,1 m) trở lên để tạo ra công suất đáng kể.Hiện tại, theo lưu lượng nước và thiết kế, chiều cao đầu của vị trí lắp đặt tuabin Pelton tốt nhất là trong khoảng 49 đến 5.905 feet (14,9 đến 1,799,8 mét), nhưng hiện tại không có giới hạn lý thuyết.
Thời gian đăng: 02-02-2022
