Bacia hidráulica.
Potência hidráulica.

Dam.
Energia hidráulica.

Turbina Pelton

Turbina Pelton

A turbina Pelton é um tipo de turbina usada na indústria de energia hidráulica no campo de energia renovável.

Uma turbina Pelton é uma turbina hidráulica do tipo impulso utilizada em usinas hidrelétricas de alta altura vertical. Foi Invent para por Lester Allan Pelton na década de 1870 e altera de maneira significativa por outros inventores além tarde 1800. A turbina Pelton é um desenvolvimento adicional da roda de água tradicional. A turbina Pelton transforma a energia hidráulica no impulso de um ou mais jatos de água a uma velocidade muito alta para a energia cinética (rotação). Havia muitas variantes das turbinas de acionamento antes da invenção da turbina Pelton, mas elas tinham uma eficiência menor.

A turbina Pelton é geralmente instalada em uma estação de energia hidráulica e conectada a um tubo de pressão de uma barragem de alta altitude. Na turbina, a água é alimentada a um ou mais bocais, e há uma aceleração violenta no fluxo de água. A água tem uma velocidade muito alta quando sai do bocal e sobe para o impulsor da turbina. O jato de água atinge várias pás em forma de tigela, que são características do tipo de turbina. No eixo da turbina existe um gerador que produz energia elétrica.

Nos tipos acima de turbinas, a água ainda teve uma alta velocidade quando aba abandonar a roda, tanto da energia cinética da água não utilizada completamente. Pelton projetou as pás de modo que o jato de água gire quase 180 ° depois de deixar as pás. Quando a velocidade periférica do impulsor tem aproximadamente a metade da velocidade do fluxo de água, o maior efeito é alcançado. A água sai da roda da turbina a uma velocidade muito baixa. Uma turbina Pelton possui uma eficiência de 92% no uso de energia hidráulica .

Estrutura da turbina Pelton

Os principais componentes da turbina Pelton consistem em um impulsor, um eixo, um tubo de alimentação, um ou mais bicos e carcaças de turbina. Então, em princípio, as mesmas partes que no tempo de Pelton. O tubo de abastecimento em uma moderna turbina Pelton é um anel principal com curvas feitas nos bicos. Muitas vezes, há mais bicos dos quais a água é distribuída a partir do tubo de abastecimento e quando a água acelera acentuadamente antes de tocar as pás do impulsor.

O impulsor roda exterior completamente e colocado numa caixa ou a tampa, muitas vezes chamado a caixa da turbina, que captam água espirra l como o túnel drenará planta de energia hidráulica. A pressão na água na linha do anel imediatamente antes dos bicos é determinada pela altura da queda. O alojamento da turbina Pelton é preenchido com ar à pressão atmosférica (1 bar). Através dos bicos, a água acelera enquanto a pressão na água cai para a pressão atmosférica. Como a pressão na água não muda antes e depois do contato com o impulsor, uma turbina de pele pode ser chamada de turbina de pressão de líquido.

A roda de rolagem é montada em um eixo vertical ou horizontal equipado com um ou mais rolamentos. Normalmente, eixos horizontais são usados ​​para turbinas hidráulicas com um ou dois raios, enquanto um seleciona o eixo vertical se houver mais feixes. O bocal ou os bicos da turbina Pelton são montados de forma que o jato de água atinja as lâminas mais externas no rotor em ângulos retos.

As lâminas são montadas com firmeza para que o jato de água toque cada lâmina por um momento. Como a água tem uma certa velocidade depois de ter deixado os recipientes, ela desaparece rapidamente do impulsor, de modo que os recipientes ficam vazios de água quando atingem o próximo fluxo de água. A colisão entre as gotas de água e as costas das taças representa um certo problema. O projeto da turbina Pelton é feito para usar a água rapidamente.

As placas no impulsor são o dobro do que no meio de cada lâmina há um quase ovo que corta o jato de água. Cada uma das duas metades do recipiente desvia metade do jato de água, e quando tem que seguir o contorno dos recipientes, a água faz um "retorno". Cada metade do jato de água dividido passa praticamente uma curva de 180 ° antes de deixar a borda externa do contêiner. Isso equilibra as forças de carga lateral na roda e no eixo. O facto de a água fazer uma "inversão de marcha" é um pré-requisito para a melhor utilização possível do impulso do jato de água. Para que o jato de água não seja cortado pelo recipiente diretamente em frente ao que faz com que o jato de água se endireite, um entalhe (recesso) é feito na parte mais externa de cada recipiente.

Nas modernas turbinas Pelton de alta pressão, o rotor é feito de uma única peça de aço forjado. Para instalações hidráulicas de baixa pressão, é comum que as taças sejam aparafusadas à roda, enquanto esta era a única forma de construção.

O jato de água exerce uma força sobre cada uma das placas, e o produto dessa força e o raio do centro do impulsor para onde o raio atinge o par de forças da turbina (força pelo braço). Quando o rotor gira, o trabalho correspondente à definição é executado, o que estabelece que o trabalho é igual ao momento multiplicado pela velocidade de rotação (velocidade angular). A energia potencial da água no tanque de entrada dausina hidráulica é transformada em energia cinética (rotação) na turbina. Uma pequena parte da energia cinética original no fluxo de água permanece na água após a roda girar para a próxima tigela. Isso significa que nem toda a energia na água é usada, mas como mencionado acima, isso é necessário para que a água saia rapidamente do impulsor. Isso evita a colisão entre a água e a parte de trás das taças, o que, por sua vez, reduzirá a velocidade da roda.

O efeito que uma turbina Pelton pode desenvolver é como com todas as outras turbinas hidráulicas, determinadas unicamente pela eficiência, altura de queda e fluxo de água.

Aplicação da turbina Pelton

A turbina Pelton é o tipo preferido de turbina para o uso de cachoeiras com alta queda de altura e pequenas quantidades de água. A maior altura de queda para uma usina de energia no mundo é a usina de energia de Bieudron na Suíça, com uma altura de queda de 1883 m. Esta usina tem as três turbinas mais distantes, a maior do mundo, com um desempenho de 423 megawatts ( MW ) cada.

turbinas Pelton também são utilizados em pequenas centrais eléctricas, centrais eléctricas e hidráulicas plantas hidroeléctricas mini. Instalações onde a altura da queda é de algumas dezenas de metros e a extinção de alguns litros por segundo não é incomum.

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Última revisão: 5 de dezembro de 2018