Dzisiaj jest: 16.7.2019, imieniny: Eustachego, Mariki, Mirelli

Turbina Peltona - budowa i zasada działania

Dodano: 2 lata temu Czytane: 5003 Autor:
Redakcja poleca!

Już od III w. p. n.e. ludzie starali się wykorzystać energię przepływu i spadku wody przy pomocy wynalazków.

Turbina Peltona - budowa i zasada działania
HISTORIA
Budując koła wodne - inaczej zwane gatra, wykorzystali pozyskaną w ten sposób energię naporu wody w różnych dziedzinach życia: młynach wodnych, przemyśle włókienniczym, tartakach lub innych. W XVIII wieku John Smeaton opisał ich fizykę, co umożliwiło ich ulepszenie i przyczyniło się do powstania znacznie efektywniejszych od kół młyńskich, starannie zaprojektowanych turbin. Pierwszą turbiną był wynalazek Benoita Foureyrona, a w 1880 roku wynalazek Lestera Petlona - oba powstały jako ulepszone rozwinięcie "koła natryskowego".

BUDOWA
Turbina Peltona - tak jak koło młyńskie - może być zbudowana z wałem poziomym z dwiema dyszami lub z wałem pionowym z wieloma dyszami (maksymalnie sześcioma): na osi poziomej bądź na osi pionowej. Wykorzystywana w elektrowni wodnej, każda turbina składa się z rury doprowadzającej wodę, odchylacza strumienia, iglicy, wirnika Petlona, wału turbiny, generatora, łożyska, turbinowni, elementu nośnego i platformy kontrolnej. Wirnik turbiny jest zbudowany na bazie tarczy, która na obwodzie posiada łopatki rozmieszczone do niej równomiernie i pod kątem prostym o specjalnie wyprofilowanym kształcie podwójnych czarek. Dzięki temu rozdzielają strumień zasilający na dwie symetryczne gałęzie odchylając je o 180 stopni. Wirnik może być zbudowany wraz z czarkami na bazie odlewu lub jako tarcza połączona śrubami i klinami z łopatkami.
 
Turbina Peltona - budowa
Rys.1 Cześciowo zdemontowana dwudyszowa turbina Peltona z widocznym wirnikiem (źródło flickr.com, autor Swiss Small Hydro)

ZASADA DZIAŁANIA
Turbina ta jest turbiną akcyjną: ciśnienie na wlocie i wylocie wirnika jest takie same. Dysze ogrywają rolę wieńca kierowniczego turbiny, gdzie dochodzi do przekształcenia spadu energii na energię kinetyczną kierowaną na łopatki wirnika. Turbina musi być umieszczona nad dolnym poziomem wody: tak, by łopatki nie były zanurzone także przy najwyższym poziomie wody w kanale odpływowym. Strumień wody wypływający z dyszy można delikatnie zmodyfikować, przemieszczając iglicę, która jest położona na tej samej osi.
 

Film ukazujący budowę i zasadę działania turbiny Peltona

ZAKRES STOSOWANIA, ZALETY ORAZ WADY
Turbinę stosuję się w elektrowniach, gdzie występują naturalnie duże spadki wody - do 2000 metrów. Jest to jedna z najefektywniejszych turbin wodnych, która wykorzystuje duży spad wody i szybkość strumienia. Inne jej zalety to stabilność procesu pozyskiwania energii oraz oszczędzanie surowców nieodnawialnych. Współczesne wersje turbiny posiadają dwa, cztery lub sześć strumieni, które przepływają przez pojedyncze koło. Co ważne - tylko prawidłowy montaż zapewnia jej efektywność. Instalacja na wale poziomym większej ilości niż trzy dysze spowoduje znaczną stratę mocy jako rezultat zderzania się ze sobą strumieni wody. W razie uszkodzeń eksploatacyjnych, naprawa wirnika może być droższa jeśli został zbudowany z jednego odlewu, ponieważ w takim modelu nie można wymienić uszkodzonej łopatki.

Z uwagi na brak dużych naturalnych spadków wody w rzekach i strumieniach, w Polsce nie montuje się powszechnie tego typu turbin. Przykładem użycia dużej turbiny jest elektrownia Reisseck w Austrii
 
Źródło: zdjęcia głównego flickr.com (fot. Jim Linwood), źródła zdjęć w galerii flickr.com (autorzy Swiss Small Hydro, Kecko)
Polecane
Polub nas na Facebook-u i bądź na bieżąco z informacjami na temat MEW!