The Pelton turbin , juga dikenali sebagai roda air tangen atau roda Pelton, dicipta oleh Amerika Lester Allen Pelton dalam tahun 1870-an. Walaupun beberapa jenis turbin diciptakan sebelum jenis Pelton, ini adalah masih paling banyak yang digunakan pada masa ini kerana keberkesanannya.
Ini adalah turbin impuls atau turbin hidraulik yang mempunyai reka bentuk yang ringkas dan padat, mempunyai bentuk roda, terdiri terutamanya dari baldi, deflektor atau pisau bergerak yang terbahagi, terletak di sekitar pinggirannya.
Bilah boleh diletakkan secara berasingan atau terpasang pada pusat pusat, atau seluruh roda boleh dipasang dalam satu bahagian yang lengkap. Untuk berfungsi, ia mengubah tenaga cecair menjadi gerakan, yang dihasilkan ketika jet air berkelajuan tinggi menyentuh bilah yang bergerak, menyebabkannya berputar dan mula beroperasi.
Umumnya digunakan untuk menghasilkan elektrik di loji hidroelektrik, di mana takungan air yang ada terletak pada ketinggian tertentu di atas turbin.
Sejarah
Roda hidraulik lahir dari roda pertama yang digunakan untuk menarik air dari sungai dan digerakkan oleh usaha manusia atau haiwan.
Roda ini berasal dari abad ke-2 SM, ketika dayung ditambahkan pada keliling roda. Roda hidraulik mula digunakan ketika kemungkinan memanfaatkan tenaga arus untuk mengoperasikan mesin lain, yang dikenal hari ini sebagai mesin turbomachines atau mesin hidraulik, ditemui.
Turbin impuls jenis Pelton tidak muncul hingga tahun 1870, ketika pelombong asal Lester Allen Pelton dari Amerika menggunakan mekanisme pertama dengan roda untuk menarik air, mirip dengan sebuah kilang, kemudian dia menerapkan mesin wap.
Mekanisme ini mula gagal dalam operasi mereka. Dari sana, Pelton muncul dengan idea merancang roda hidraulik dengan bilah atau bilah yang menerima kejutan air pada kelajuan tinggi.
Dia memerhatikan bahawa jet itu menyerang di tepi bilah dan bukannya di pusatnya dan akibatnya aliran air keluar ke arah terbalik dan turbin memperoleh kelajuan, menjadikannya kaedah yang lebih efisien. Fakta ini didasarkan pada prinsip di mana tenaga kinetik yang dihasilkan oleh jet dijimatkan dan dapat digunakan untuk menghasilkan tenaga elektrik.
Pelton dianggap sebagai bapa kepada tenaga hidro, kerana sumbangannya yang besar dalam pembangunan tenaga hidro di seluruh dunia. Penemuannya pada akhir tahun 1870-an, yang dijuluki oleh dirinya sebagai Pelton Runner, diakui sebagai reka bentuk turbin impuls yang paling berkesan.
Kemudian, Lester Pelton mempatenkan rodanya dan pada tahun 1888 membentuk Syarikat Roda Air Pelton di San Francisco. "Pelton" adalah tanda dagang produk syarikat itu, tetapi istilah itu digunakan untuk mengenal pasti turbin impuls yang serupa.
Kemudian, reka bentuk baru muncul, seperti turgo turgo yang dipatenkan pada tahun 1919, dan turbin Banki yang diilhamkan oleh model roda Pelton.
Pengoperasian turbin Pelton
Terdapat dua jenis turbin: turbin tindak balas dan turbin impuls. Dalam turbin reaksi, saliran berlaku di bawah tekanan ruang tertutup; sebagai contoh, penyiram kebun sederhana.
Dalam turbin impuls jenis Pelton, apabila baldi yang terletak di pinggir roda secara langsung menerima air pada kelajuan tinggi, mereka mendorong pergerakan putaran turbin, mengubah tenaga kinetik menjadi tenaga dinamik.
Walaupun kedua-dua tenaga kinetik dan tenaga tekanan digunakan dalam turbin tindak balas, dan walaupun semua tenaga yang dihantar dalam turbin impuls adalah kinetik, oleh itu, pengoperasian kedua-dua turbin bergantung pada perubahan kelajuan air, sehingga memberikan daya dinamik pada elemen berputar tersebut.
Permohonan
Terdapat banyak jenis turbin dalam pelbagai ukuran di pasaran, namun disyorkan untuk menggunakan turbin jenis Pelton pada ketinggian dari 300 meter hingga sekitar 700 meter atau lebih kurang.
Turbin kecil digunakan untuk keperluan domestik. Berkat tenaga dinamik yang dihasilkan oleh kelajuan air, ia dapat menghasilkan tenaga elektrik dengan mudah sedemikian rupa sehingga turbin ini kebanyakannya digunakan untuk operasi loji hidroelektrik.
Sebagai contoh, stesen janakuasa hidroelektrik Bieudron di kompleks empangan Grande Dixence yang terletak di Pegunungan Alpen Swiss di kanton Valais, Switzerland.
Loji ini memulakan pengeluarannya pada tahun 1998, dengan dua rekod dunia: ia mempunyai turbin Pelton yang paling kuat di dunia dan kepala tertinggi digunakan untuk menghasilkan tenaga hidroelektrik.
Kemudahan ini menempatkan tiga turbin Pelton, masing-masing beroperasi pada ketinggian kira-kira 1,869 meter dan laju aliran 25 meter padu sesaat, bekerja dengan kecekapan lebih dari 92%.
Pada bulan Disember 2000, pintu bendungan Cleuson-Dixence, yang memberi makan turbin Pelton di Bieudron, pecah sekitar 1.234 meter, memaksa loji kuasa ditutup.
Pecah itu panjang 9 meter dengan lebar 60 sentimeter, menyebabkan aliran melalui pecah melebihi 150 meter padu sesaat, yaitu, ia mengeluarkan pelepasan cepat sejumlah besar air pada tekanan tinggi, menghancurkan laluannya kira-kira 100 hektar padang rumput, kebun, hutan, pencucian pelbagai chalet dan lumbung yang terdapat di sekitar kawasan ini.
Mereka melakukan penyiasatan besar-besaran terhadap kemalangan itu, akibatnya mereka merancang semula penstock sepenuhnya. Punca pecahnya masih belum diketahui.
Reka bentuk semula memerlukan penambahbaikan pada lapisan paip dan pembaikan tanah di sekitar penstock untuk mengurangkan aliran air antara paip dan batu.
Bahagian penstock yang rosak diarahkan dari lokasi sebelumnya untuk mencari batu baru yang lebih stabil. Pembinaan di pintu pagar yang direka bentuk semula selesai pada tahun 2009.
Kemudahan Bieudron tidak beroperasi selepas kemalangan ini sehingga beroperasi sepenuhnya pada Januari 2010.
Rujukan
- Roda Penton. Wikipedia, ensiklopedia percuma. Dipulihkan: en.wikipedia.org
- Turbin pelton. Wikipedia, ensiklopedia percuma. Dipulihkan dari es.wikipedia.org
- Lester Allen Pelton. Wikipedia, ensiklopedia percuma. Dipulihkan dari en.wikipedia.org
- Stesen Tenaga Hidroelektrik Bieudron. Wikipedia, ensiklopedia percuma. Dipulihkan dari en.wikipedia.org
- Turbin Pelton dan Turgo. Yang Boleh Diperbaharui Pertama. Dipulihkan dari renewablesfirst.co.uk
- Hanania J., Stenhouse K., dan Jason Donev J. Pelton Turbine. Ensiklopedia Pendidikan Tenaga. Dipulihkan dari energyeducation.ca
- Pelton Turbine - Aspek Kerja dan Reka Bentuk. Belajar Kejuruteraan. Dipulihkan dari learnengineering.org
- Turbin Hidraulik. Mesin Kuasa OJSC. Dipulihkan dari power-m.ru/es/
- Roda Pelton. Hartvigsen Hydro. Dipulihkan dari h-hydro.com
- Mekanik Bendalir Elemen Bolinaga JJ. Universiti Katolik Andres Bello. Caracas, 2010. Aplikasi untuk Mesin Hidraulik. 298.
- Linsley RK, dan Kejuruteraan Sumber Hidraulik Franzini JB. CECSA. Jentera Hidraulik. Bab 12. 399-402, 417.
- Wylie S. Mekanik Bendalir. Bukit McGraw. Edisi keenam. Teori Turbomachines. 531-532.