Aynı zamanda teğetsel hidrolik tekerlek veya Pelton tekerleği olarak da bilinen Pelton türbini , 1870'lerde Amerikan Lester Allen Pelton tarafından icat edildi. Pelton tipinden önce birkaç türbin türü oluşturulmuş olsa da, bu hala en yaygın kullanılanıdır şu anda etkinliği için.
Basit ve kompakt bir tasarıma sahip, çevresi etrafında bulunan, esas olarak kovalar, deflektörler veya bölünmüş hareketli kanatlardan oluşan bir tekerlek şekline sahip bir impuls türbini veya hidrolik türbindir.
Bıçaklar ayrı ayrı konumlandırılabilir veya merkezi göbeğe takılabilir veya tüm tekerlek tek parça halinde takılabilir. Çalışması için, sıvının enerjisini harekete dönüştürür ve bu, yüksek hızlı bir su jeti hareketli bıçaklara çarptığında üretilir ve dönmesine ve çalışmaya başlamasına neden olur.
Genellikle mevcut su rezervuarının türbinin üzerinde belirli bir yükseklikte bulunduğu hidroelektrik santrallerinde elektrik üretmek için kullanılır.
Tarih
Nehirlerden su çekmek için kullanılan ilk tekerleklerden doğan ve insan veya hayvanların çabasıyla hareket ettirilen hidrolik tekerlekler.
Bu tekerlekler, çarkın çevresine küreklerin eklendiği MÖ 2. yüzyıla kadar uzanır. Günümüzde türbomakineler veya hidrolik makineler olarak bilinen diğer makineleri çalıştırmak için akımların enerjisinden yararlanma olasılığı keşfedildiğinde hidrolik tekerlekler kullanılmaya başlandı.
Pelton tipi dürtü türbini, Amerikan kökenli madenci Lester Allen Pelton bir değirmene benzer şekilde su çekmek için ilk mekanizmayı uyguladığında 1870'e kadar ortaya çıkmadı ve ardından buhar motorları uyguladı.
Bu mekanizmalar işleyişinde başarısız olmaya başladı. Oradan Pelton, su şokunu yüksek hızda alan kanatlı veya kanatlı hidrolik tekerlekler tasarlama fikrini ortaya attı.
Jetin kanatların merkezi yerine kenarlarına çarptığını ve bunun sonucunda su akışının ters yönde çıktığını ve türbinin hızlanarak daha verimli bir yöntem haline geldiğini gözlemledi. Bu gerçek, jet tarafından üretilen kinetik enerjinin korunduğu ve elektrik enerjisi üretmek için kullanılabileceği ilkesine dayanmaktadır.
Pelton, dünyadaki hidroelektrik gelişimine yaptığı önemli katkılardan dolayı hidroelektrik enerjinin babası olarak kabul edilir. 1870'lerin sonlarında kendisi tarafından Pelton Runner olarak adlandırılan icadı, en verimli dürtü türbini tasarımı olarak kabul edildi.
Daha sonra, Lester Pelton tekerleğinin patentini aldı ve 1888'de San Francisco'da Pelton Su Çarkı Şirketini kurdu. "Pelton", bu şirketin ürünlerinin ticari markasıdır, ancak terim benzer impuls türbinlerini tanımlamak için kullanılmaktadır.
Daha sonra, 1919'da patentli Turgo türbini ve Pelton çarkının modelinden esinlenen Banki türbini gibi yeni tasarımlar ortaya çıktı.
Pelton türbininin çalışması
İki tür türbin vardır: reaksiyon türbini ve impuls türbini. Bir reaksiyon türbininde, drenaj kapalı bir odanın basıncı altında gerçekleşir; örneğin basit bir bahçe fıskiyesi.
Pelton tipi impuls türbininde, çarkın çevresinde bulunan kovalar suyu doğrudan yüksek hızda aldıklarında türbinin dönme hareketini çalıştırarak kinetik enerjiyi dinamik enerjiye dönüştürürler.
Reaksiyon türbininde hem kinetik enerji hem de basınç enerjisi kullanılmasına ve bir dürtü türbininde verilen tüm enerjinin kinetik olmasına rağmen, bu nedenle, her iki türbinin çalışması suyun hızındaki bir değişikliğe bağlıdır, böylece bahsedilen dönen eleman üzerine dinamik bir kuvvet uygular.
Uygulama
Piyasada farklı boyutlarda çok çeşitli türbinler bulunmaktadır, ancak Pelton tipi türbinin yaklaşık 300 metreden yaklaşık 700 metreye kadar veya daha yüksek yüksekliklerde kullanılması önerilir.
Küçük türbinler evsel amaçlarla kullanılmaktadır. Suyun hızının ürettiği dinamik enerji sayesinde bu türbinlerin daha çok hidroelektrik santrallerinin çalışması için kullanılacak şekilde kolaylıkla elektrik enerjisi üretebilmektedir.
Örneğin, İsviçre'nin Valais kantonundaki İsviçre Alpleri'nde bulunan Grande Dixence baraj kompleksindeki Bieudron hidroelektrik santrali.
Bu tesis, üretime 1998 yılında iki dünya rekoru ile başlamıştır: dünyadaki en güçlü Pelton türbinine ve hidroelektrik enerji üretmek için kullanılan en yüksek kafaya sahiptir.
Tesis, her biri yaklaşık 1.869 metre yükseklikte ve saniyede 25 metreküp akış hızında çalışan ve% 92'den fazla verimlilikle çalışan üç Pelton türbinine ev sahipliği yapıyor.
Aralık 2000'de, Bieudron'daki Pelton türbinlerini besleyen Cleuson-Dixence barajının kapısı yaklaşık 1.234 metrede kırıldı ve santralin kapatılmasına neden oldu.
Kırılma, 9 metre uzunluğunda ve 60 santimetre genişliğindeydi, bu da kırılma boyunca akışın saniyede 150 metreküpü aşmasına neden oluyordu, yani yüksek basınçta büyük miktarda suyu hızlı bir şekilde tahliye ediyordu. geçişi yaklaşık 100 hektarlık otlaklar, meyve bahçeleri, ormanlar, bu alanda bulunan birkaç dağ evi ve ahırın yıkanmasıdır.
Kazayla ilgili geniş bir soruşturma yürüttüler ve sonuç olarak cebri boruyu neredeyse tamamen yeniden tasarladılar. Yırtılmanın temel nedeni hala bilinmemektedir.
Yeniden tasarım, boru ile kaya arasındaki su akışını azaltmak için boru kaplamasında iyileştirmeler ve cebri boru etrafındaki toprağın iyileştirilmesini gerektirdi.
Cebri borunun hasarlı bölümü, daha stabil olan yeni kaya bulmak için önceki konumdan yeniden yönlendirildi. Yeniden tasarlanan kapının inşaatı 2009 yılında tamamlandı.
Bieudron tesisi, bu kazadan sonra Ocak 2010'da tam olarak faaliyete geçene kadar faaliyette değildi.
Referanslar
- Penton Wheel. Vikipedi, bedava ansiklopedi. Kurtarılan: en.wikipedia.org
- Pelton türbini. Vikipedi, bedava ansiklopedi. Es.wikipedia.org'dan kurtarıldı
- Lester Allen Pelton. Vikipedi, bedava ansiklopedi. En.wikipedia.org'dan kurtarıldı
- Bieudron Hidroelektrik Santrali. Vikipedi, bedava ansiklopedi. En.wikipedia.org'dan kurtarıldı
- Pelton ve Turgo Türbinleri. Önce Yenilenebilir Enerji. Renewablesfirst.co.uk'den kurtarıldı
- Hanania J., Stenhouse K. ve Jason Donev J. Pelton Turbine. Enerji Eğitimi Ansiklopedisi. Energyeducation.ca'dan kurtarıldı
- Pelton Türbin - Çalışma ve Tasarım Yönleri. Mühendislik Öğrenin. Learnengineering.org'dan kurtarıldı
- Hidrolik Türbinler. Güç Makineleri OJSC. Power-m.ru/es/ adresinden kurtarıldı
- Pelton Wheel. Hartvigsen Hydro. H-hydro.com'dan kurtarıldı
- Bolinaga JJ Elemental Mekaniği Akışkanlar. Andres Bello Katolik Üniversitesi. Karakas, 2010. Hidrolik Makinalara Uygulamalar. 298.
- Linsley RK ve Franzini JB Hidrolik Kaynaklar Mühendisliği. CECSA. Hidrolik Makinalar. Bölüm 12. 399-402, 417.
- Wylie S. Akışkanların Mekaniği. McGraw Hill. Altıncı baskı. Türbomakinelerin Teorisi. 531-532.