Chia sẻ:
Lịch sử tuabin Pelton, vận hành, ứng dụng
các Tua bin Pelton, Còn được gọi là Bánh xe thủy lực Tangential hoặc Bánh xe Pelton, nó được phát minh bởi Lester Allen Pelton vào những năm 1870. Mặc dù một số loại tuabin đã được tạo ra trước loại Pelton, đây vẫn là loại thường được sử dụng nhất do hiệu quả của nó.
Nó là một tuabin xung hoặc tuabin thủy lực có thiết kế đơn giản và nhỏ gọn, có hình bánh xe, bao gồm chủ yếu là xô, làm lệch hướng hoặc các van di động được chia, nằm xung quanh ngoại vi của nó.
Các lưỡi dao có thể được đặt riêng lẻ hoặc gắn vào trung tâm trung tâm, hoặc toàn bộ bánh xe có thể được đặt trong một mảnh hoàn chỉnh duy nhất. Để hoạt động, nó chuyển đổi năng lượng của chất lỏng thành chuyển động, được tạo ra khi một tia nước ở tốc độ cao, chạm vào các lưỡi dao chuyển động khiến nó quay và bắt đầu hoạt động.
Nó thường được sử dụng để sản xuất điện trong các nhà máy thủy điện, nơi bể chứa nước có sẵn được đặt ở một độ cao nhất định trên tuabin.
Chỉ số
- 1 Lịch sử
- 2 Hoạt động của tuabin Pelton
- 3 ứng dụng
- 4 tài liệu tham khảo
Lịch sử
Các bánh xe thủy lực được sinh ra từ những bánh xe đầu tiên được sử dụng để lấy nước từ các dòng sông và được di chuyển nhờ nỗ lực của con người hoặc động vật.
Những bánh xe này có từ thế kỷ thứ hai trước Công nguyên, khi họ thêm mái chèo vào chu vi của bánh xe. Bánh xe thủy lực bắt đầu được sử dụng, khi phát hiện ra khả năng khai thác năng lượng của dòng điện để vận hành các máy móc khác, hiện được gọi là máy thủy lực hoặc máy thủy lực.
Tua bin xung lực Pelton không xuất hiện cho đến năm 1870, khi công ty khai thác Lester Allen Pelton có nguồn gốc từ Mỹ thực hiện cơ chế đầu tiên với bánh xe để hút nước, tương tự như một nhà máy, sau đó ông đã thực hiện các động cơ hơi nước.
Các cơ chế này bắt đầu trình bày những thất bại trong hoạt động của họ. Từ đó, Pelton nảy ra ý tưởng thiết kế bánh xe thủy lực với lưỡi hoặc mái chèo nhận được cú sốc nước ở tốc độ cao.
Ông quan sát thấy rằng máy bay phản lực đã chạm vào mép mái chèo thay vì ở trung tâm của nó và kết quả là dòng nước còn lại theo hướng ngược lại và tuabin thu được nhiều tốc độ hơn, trở thành một phương pháp hiệu quả hơn. Thực tế này dựa trên nguyên tắc mà động năng do máy bay tạo ra, được bảo toàn và có thể được sử dụng để tạo ra năng lượng điện.
Pelton được coi là cha đẻ của thủy điện, vì đóng góp quan trọng của nó cho sự phát triển của thủy điện trên toàn thế giới. Phát minh của ông vào cuối những năm 1870, được gọi là Pelton Runner, được công nhận là thiết kế hiệu quả nhất của tuabin xung lực..
Sau đó, Lester Pelton đã cấp bằng sáng chế cho bánh xe của mình và vào năm 1888 đã thành lập Công ty Bánh xe nước Pelton ở San Francisco. "Pelton" là nhãn hiệu đã đăng ký của các sản phẩm của công ty đó, nhưng thuật ngữ này được sử dụng để nhận dạng các tuabin xung tương tự.
Sau đó, các thiết kế mới đã xuất hiện, như tuabin Turgo được cấp bằng sáng chế vào năm 1919 và tuabin Banki lấy cảm hứng từ mô hình bánh xe Pelton..
Hoạt động của tuabin Pelton
Có hai loại tuabin: tuabin phản ứng và tuabin xung lực. Trong một tuabin phản ứng, dòng chảy được thực hiện dưới áp lực của buồng kín; ví dụ, một vòi tưới vườn đơn giản.
Trong tuabin xung kiểu Pelton, khi các thùng nằm ở ngoại vi của bánh xe trực tiếp nhận nước ở tốc độ cao, chúng kích hoạt chuyển động quay của tuabin, chuyển động năng thành động năng.
Mặc dù cả động năng và năng lượng áp suất đều được sử dụng trong tuabin phản ứng, và mặc dù tất cả năng lượng được cung cấp trong tuabin xung đều là động năng, do đó, hoạt động của cả hai tuabin phụ thuộc vào sự thay đổi vận tốc của nước, để tác dụng một lực động lên phần tử quay đó.
Ứng dụng
Có rất nhiều loại tuabin với các kích cỡ khác nhau trên thị trường, tuy nhiên, nên sử dụng tuabin loại Pelton ở độ cao từ 300 mét đến xấp xỉ 700 mét trở lên..
Tua bin nhỏ được sử dụng cho mục đích nội địa. Nhờ năng lượng động được tạo ra bởi vận tốc nước, nó có thể dễ dàng tạo ra năng lượng điện theo cách mà các tuabin này chủ yếu được sử dụng cho hoạt động của các nhà máy thủy điện.
Ví dụ, nhà máy thủy điện Bieudron trong khu phức hợp đập Grande Dixence nằm ở dãy Alps của Thụy Sĩ ở bang Valais, Thụy Sĩ.
Nhà máy này, bắt đầu sản xuất vào năm 1998, với hai kỷ lục thế giới: nó có tuabin Pelton mạnh nhất thế giới và đầu cao nhất được sử dụng để sản xuất thủy điện.
Cơ sở chứa ba tuabin Pelton, mỗi tuabin hoạt động ở độ cao xấp xỉ 1869 mét và lưu lượng 25 mét khối mỗi giây, hoạt động với hiệu suất cao hơn 92%.
Vào tháng 12 năm 2000, cổng của đập Cleuson-Dixence, nơi cung cấp cho các tuabin Pelton ở Bieudron, đã bị vỡ ở độ cao 1234 mét, buộc nhà máy điện phải đóng cửa.
Vết vỡ dài 9 mét, rộng 60 cm, khiến dòng chảy qua vỡ vượt quá 150 mét khối mỗi giây, nghĩa là, nó đã giải phóng nhanh chóng một lượng nước lớn ở áp suất cao, phá hủy Lối đi của nó rộng 100 ha, đồng cỏ, vườn cây, rừng, rửa một số nhà gỗ và chuồng trại nằm xung quanh khu vực này.
Họ đã thực hiện một cuộc điều tra tuyệt vời về vụ tai nạn, kết quả là gần như thiết kế lại hoàn toàn đường ống cưỡng bức. Nguyên nhân sâu xa của việc vỡ vẫn chưa rõ.
Việc thiết kế lại đòi hỏi phải cải thiện lớp lót của đường ống và cải thiện đất xung quanh đường ống cưỡng bức để giảm lưu lượng nước giữa đường ống và đá..
Phần bị hư hỏng của đường ống cưỡng bức đã được chuyển hướng từ vị trí trước đó để tìm đá mới ổn định hơn. Việc xây dựng trên đập được thiết kế lại đã được hoàn thành vào năm 2009.
Việc cài đặt Bieudron không hoạt động sau tai nạn này cho đến khi nó hoàn toàn hoạt động trở lại vào tháng 1 năm 2010.
Tài liệu tham khảo
- Bánh xe ngũ giác. Wikipedia, bách khoa toàn thư miễn phí. Đã phục hồi: vi.wikipedia.org
- Tua bin Pelton. Wikipedia, bách khoa toàn thư miễn phí. Lấy từ es.wikipedia.org
- Lester Allen Pelton. Wikipedia, bách khoa toàn thư miễn phí. Lấy từ en.wikipedia.org
- Nhà máy thủy điện Bieudron. Wikipedia, bách khoa toàn thư miễn phí. Lấy từ en.wikipedia.org
- Tua bin Pelton và Turgo. Tái tạo đầu tiên Phục hồi từ tái tạofirst.co.uk
- Hanania J., Stenhouse K. và Jason Donev J. Pelton Turbine. Bách khoa toàn thư giáo dục năng lượng. Lấy từ năng lượng.ca
- Pelton Turbine - Các khía cạnh làm việc và thiết kế. Học kỹ thuật. Lấy từ learnengineering.org
- Tua bin thủy lực Máy điện OJSC. Lấy từ power-m.ru/
- Bánh xe Pelton. Thủy điện Hartvigsen. Lấy từ h-hydro.com
- Bolinaga J. J. Cơ học nguyên tố của chất lỏng. Đại học Công giáo Andrés Bello. Caracas, 2010. Ứng dụng cho máy thủy lực. 298.
- Linsley R. K. và Franzini J.B. Kỹ thuật tài nguyên thủy lực. CECSA. Máy thủy lực. Chương 12. 399-402, 417.
- Wylie S. Cơ học của chất lỏng. Đồi McGraw. Phiên bản thứ sáu. Lý thuyết về Turbadderines. 531-532.