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Turbina Pelton, peças, características e operação

Turbina Pelton, peças, características e operação

Uma turbina Pelton é uma turbina de impulso hidráulico usada em usinas hidrelétricas com grande altura vertical.

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Foi inventado por Lester Allan Pelton na década de 1870 e significativamente melhorado por outros inventores após o final do século XIX.

A turbina Pelton é mais um desenvolvimento da roda d'água tradicional. O objetivo desta turbina é a transformação da energia hidráulica do impulso de um ou mais jatos de água em altíssima velocidade em energia mecânica.

Uma turbina Pelton é 92% eficiente no aproveitamento de energia hidráulica.

Como funciona uma turbina Pelton?

A turbina Pelton é geralmente instalada em uma usina hidrelétrica e conectada a um tubo de pressão de uma barragem de grande altura. 

A água entra em um ou mais bicos causando uma aceleração violenta no fluxo de água. Nesse momento, o jato de água atinge várias lâminas em forma de tigela, fazendo com que a turbina e o eixo girem.

O eixo da turbina é conectado a um gerador que produz energia elétrica.

Em tipos anteriores de turbinas, a água ainda tinha uma alta velocidade quando saiu da roda, portanto, grande parte da energia cinética da água não era totalmente utilizada.

Pelton projetou as lâminas de modo que o jato de água gire quase 180 ° após deixar as lâminas. A água sai da roda da turbina a uma velocidade muito baixa. 

Peças de turbina pelton

Os principais componentes da turbina Pelton consistem em:

  • Um tubo chamado galeria de pressão para transportar a água de grandes alturas para a turbina.

  • Bocal e arranjo de regulação de fluxo para acelerar a taxa de influxo.

  • Rotor e pás são responsáveis ​​por converter a força da água em energia mecânica.

  • A carcaça é onde o rotor está alojado. Ele é preenchido com ar com pressão atmosférica.

  • O jato de frenagem é usado para parar a roda em movimento quando ela não está funcionando. Esta situação surge quando se fecha a entrada da boquilha com o auxílio de uma lança e, em seguida, se detém o jacto de água nos baldes.

O rotor

A roda do rotor pode ser montada em um eixo vertical ou horizontal e está equipada com um ou mais rolamentos. Normalmente, os eixos horizontais são usados ​​para hidro turbinas com um ou dois jatos de água, enquanto um seleciona o eixo vertical se houver mais jatos de água.

O bico ou bicos na turbina Pelton são montados de forma que o jato de água atinja as lâminas mais externas do impulsor em ângulos retos.

As lâminas 

As lâminas são montadas em forma de tigelas de modo que o fluxo de água toque cada lâmina por um instante. Como a água tem uma certa velocidade depois de sair dos recipientes, ela desaparece rapidamente do impulsor. Desta forma, os recipientes ficam vazios de água quando alcançam a próxima corrente de água.

As lâminas são duplas no sentido de que no meio de cada lâmina há um elemento que corta o jato de água. Cada uma das duas metades do recipiente desvia metade do fluxo de água. A água, tendo que seguir o contorno dos recipientes, dá uma volta em “U”. Cada metade do jato de água dividido passa virtualmente em uma curva de 180 ° antes de deixar a borda externa do recipiente.

Essa divisão equilibra as forças de carga lateral na roda e no eixo. O fato de a água dar uma volta em “U” é um pré-requisito para o melhor aproveitamento possível do impulso do jato d'água.

Uma pequena parte da energia cinética original no fluxo de água permanece na água após a roda girar para a próxima tigela. Isso é necessário para que a água saia do impulsor rapidamente e para evitar a colisão entre a água e o fundo das cubas.

Para que é usada a turbina Pelton?

A turbina Pelton é o tipo preferido de turbina para o uso de cachoeiras com grandes saltos hidráulicos com pequenas quantidades de água.

Freqüentemente, as turbinas usadas em pequenas centrais elétricas, mini-usinas hidrelétricas e usinas hidrelétricas são turbinas Pelton.

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Data de publicação: 5 de dezembro de 2018
Última revisão: 11 de junho de 2021