شارك:
بيلتون تاريخ التوربينات ، العملية ، التطبيق
ال التوربينات بيلتون, يُعرف أيضًا باسم العجلات الهيدروليكية التماسيّة أو عجلة Pelton ، وقد اخترعها American Lester Allen Pelton في سبعينيات القرن التاسع عشر ، على الرغم من أن عدة أنواع من التوربينات تم إنشاؤها قبل نوع Pelton ، إلا أنها لا تزال الأكثر استخدامًا بسبب كفاءتها.
إنه التوربينات الدافعة أو التوربينات الهيدروليكية ذات التصميم البسيط والمدمج ، وهو على شكل عجلة ، ويتكون بشكل أساسي من الجرافات أو العاكسات أو دوارات متحركة مقسمة ، وتقع حول محيطها.
يمكن وضع الشفرات بشكل فردي أو تركيبها على المحور المركزي ، أو يمكن وضع العجلة بالكامل في قطعة واحدة كاملة. للعمل ، يقوم بتحويل طاقة السائل إلى حركة ، والتي يتم توليدها عندما تضرب نفاثة من الماء بسرعة عالية ، الشفرات المتحركة مما يؤدي إلى تحولها وبدء التشغيل.
يستخدم عادة لإنتاج الكهرباء في محطات الطاقة الكهرومائية ، حيث يقع خزان المياه المتاح على ارتفاع معين فوق التوربينات.
مؤشر
- 1 التاريخ
- 2 تشغيل التوربين بيلتون
- 3 التطبيق
- 4 المراجع
تاريخ
ولدت العجلات الهيدروليكية من العجلات الأولى التي كانت تستخدم لسحب المياه من الأنهار ونقلها بجهد من الإنسان أو الحيوانات.
يعود تاريخ هذه العجلات إلى القرن الثاني قبل الميلاد ، عندما أضافت المجاذيف إلى محيط العجلة. بدأ استخدام العجلات الهيدروليكية ، عندما تم اكتشاف إمكانية تسخير طاقة التيارات لتشغيل الآلات الأخرى ، المعروفة حاليًا باسم التوربينات أو الآلات الهيدروليكية.
لم يظهر التوربين الدافع Pelton حتى عام 1870 ، عندما قام عامل المناجم Lester Allen Pelton من أصل أمريكي بتنفيذ أول آلية بعجلات لسحب المياه ، مثل المطحنة ، ثم قام بتنفيذ المحركات البخارية.
بدأت هذه الآليات في تقديم إخفاقات في عملها. من هناك ، توصلت بيلتون إلى فكرة تصميم عجلات هيدروليكية بشفرات أو مجاذيف تستقبل صدمة الماء بسرعة عالية.
ولاحظ أن الطائرة اصطدمت بحواف المجاذيف بدلاً من وسطها ، ونتيجة لذلك ، غادر تدفق المياه في الاتجاه المعاكس واكتسبت التوربينات سرعة أكبر ، وأصبحت وسيلة أكثر كفاءة. تستند هذه الحقيقة إلى مبدأ الحفاظ على الطاقة الحركية التي تنتجها الطائرة ، ويمكن استخدامها لتوليد الطاقة الكهربائية..
تعتبر بيلتون والد الطاقة الكهرومائية ، لإسهامها الكبير في تطوير الطاقة الكهرومائية في جميع أنحاء العالم. تم اختراع اختراعه في أواخر سبعينيات القرن التاسع عشر ، والذي أطلق عليه نفسه باسم بيلتون رنر ، باعتباره التصميم الأكثر فاعلية للتوربين الدافع..
في وقت لاحق ، حصل ليستر بيلتون على براءة اختراعه وفي عام 1888 قام بتأسيس شركة بيلتون ووتر ويل في سان فرانسيسكو. "Pelton" هي علامة تجارية مسجلة لمنتجات تلك الشركة ، ولكن يتم استخدام المصطلح لتحديد التوربينات الدافعة المماثلة.
في وقت لاحق ، ظهرت تصميمات جديدة ، مثل توربين توركو الحاصل على براءة اختراع في عام 1919 ، وتوربين بانكي المستوحى من نموذج عجلة بيلتون..
تشغيل التوربينات بيلتون
هناك نوعان من التوربينات: التوربينات التفاعلية والتوربينات الدافعة. في توربينات التفاعل ، يتم إجراء جريان الماء تحت ضغط غرفة مغلقة ؛ على سبيل المثال ، حديقة الرش بسيطة.
في التوربينات الدافعة من نوع Pelton ، عندما تتلقى الدلاء الموجودة في محيط العجلة المياه مباشرة بسرعة عالية ، فإنها تنشط حركة دوران التوربينات ، وتحول الطاقة الحركية إلى طاقة ديناميكية.
على الرغم من استخدام كل من الطاقة الحركية وطاقة الضغط في التوربينات التفاعلية ، وعلى الرغم من أن كل الطاقة التي يتم توصيلها في التوربينات النبضية هي حركية ، فإن تشغيل كلا التوربينات يعتمد على التغير في سرعة الماء ، لممارسة قوة ديناميكية على هذا العنصر الدوار.
تطبيق
هناك مجموعة كبيرة ومتنوعة من التوربينات بأحجام مختلفة في السوق ، ومع ذلك فمن المستحسن استخدام التوربينات من نوع بيلتون على ارتفاعات من 300 متر إلى حوالي 700 متر أو أكثر..
تستخدم التوربينات الصغيرة للأغراض المنزلية. بفضل الطاقة الديناميكية الناتجة عن سرعة المياه ، يمكن بسهولة إنتاج الطاقة الكهربائية بطريقة تستخدم هذه التوربينات في الغالب لتشغيل محطات الطاقة الكهرومائية.
على سبيل المثال ، محطة Bieudron لتوليد الطاقة الكهرومائية في مجمع سد Grande Dixence الواقع في جبال الألب السويسرية في كانتون فاليه ، سويسرا.
بدأ هذا المصنع إنتاجه في عام 1998 ، برقمين عالميين: لديه التوربينات Pelton الأقوى في العالم وأعلى رأس يستخدم لإنتاج الطاقة الكهرومائية.
يضم المرفق ثلاثة توربينات Pelton ، يعمل كل منها على ارتفاع حوالي 1869 مترًا وتدفق 25 متر مكعب في الثانية ، ويعمل بكفاءة أكبر من 92٪.
في ديسمبر 2000 ، تمزق بوابة سد Cleuson-Dixence ، الذي يغذي توربينات Pelton في Bieudron ، على ارتفاع 1234 متر ، مما أدى إلى إغلاق محطة توليد الكهرباء.
كان التمزق يبلغ طوله 9 أمتار وعرضه 60 سنتيمتراً ، مما تسبب في تجاوز التدفق من خلال التمزق 150 متراً مكعباً في الثانية ، أي أنه كان لديه إطلاق سريع لكمية كبيرة من المياه تحت ضغط عال ، مما أدى إلى تدمير مرور 100 هكتار تقريبًا من المراعي والبساتين والغابات وغسيل العديد من الشاليهات والحظائر الموجودة حول هذه المنطقة.
لقد قاموا بإجراء تحقيق كبير حول الحادث ، ونتيجة لذلك أعيد تصميم الأنابيب القسرية بالكامل تقريبًا. السبب الجذري للتمزق لا يزال مجهولا.
تطلب إعادة التصميم إدخال تحسينات على بطانة الأنابيب وتحسين التربة حول الأنبوب القسري لتقليل تدفق المياه بين الأنبوب والصخور..
تمت إعادة توجيه القسم التالف من الأنبوب القسري من الموقع السابق للعثور على صخرة جديدة أكثر استقرارًا. تم الانتهاء من بناء السد المعاد تصميمه في عام 2009.
لم يكن تركيب Bieudron جاهزًا للعمل بعد هذا الحادث حتى استأنفت أنشطتها بالكامل في يناير 2010.
مراجع
- بنتون ويل. ويكيبيديا ، الموسوعة الحرة. المستردة: en.wikipedia.org
- التوربينات بيلتون. ويكيبيديا ، الموسوعة الحرة. تم الاسترجاع من es.wikipedia.org
- ليستر ألن بيلتون. ويكيبيديا ، الموسوعة الحرة. تم الاسترجاع من en.wikipedia.org
- محطة بيودرون للطاقة الكهرومائية. ويكيبيديا ، الموسوعة الحرة. تم الاسترجاع من en.wikipedia.org
- توربينات بيلتون وتورغو. مصادر الطاقة المتجددة أولاً تعافى من Renablesfirst.co.uk
- Hanania J.، Stenhouse K.، and Jason Donev J. Pelton Turbine. موسوعة تعليم الطاقة. تم الاسترجاع من energyeducation.ca
- بيلتون التوربينات - جوانب العمل والتصميم. تعلم الهندسة. تم الاسترجاع من learnengineering.org
- التوربينات الهيدروليكية آلات الطاقة OJSC. تم الاسترجاع من power-m.ru/
- بيلتون ويل. هارتفيجن هيدرو. تم الاسترجاع من h-hydro.com
- Bolinaga J. J. ميكانيكا عنصرية من السوائل. جامعة أندريس بيلو الكاثوليكية. كراكاس ، 2010. تطبيقات على الآلات الهيدروليكية. 298.
- Linsley R. K. و Franzini J.B. هندسة الموارد المائية. CECSA. الآلات الهيدروليكية. الفصل 12. 399-402 ، 417.
- ويلي س. ميكانيكا السوائل. مكجرو هيل. الطبعة السادسة. نظرية التوربينات. 531-532.