Istorijat
Sve hidraulične mašine krajem 19. veka su bile mašine reakcijskog tipa kod kojih se u procesu razmene energije i radnog kola menjaju sve tri komponente strujne energije: kinetička, pritisna i potencijalna. U to vreme se pojavila velika potreba za novim izvorima energije koji bi služili za pokretanje mlinova i ostalih mašina koje su radile u rudnicima zlata. Točkovi koji su pogonili mlinove su dobro radili na velikim rekama, ali ne i na manjim rekama i potocima. Tih godina zlatne groznice u Americi, Lester Pelton je izumeo hidrauličnu mašinu koja je radila na potpuno drugačijem principu od reakcijskih mašina. Uspeo je da po moću mlaznice, svu energiju vode transformiše u kinetičku, dobivši pritom mlaz velike brzine. Mlaz vode dalje udara u lopatice radnog kola i vrši predaju energije turbini. Peltonova turbina je turbina je impulsnog tipa (akcijska turbina) koja je po svom izumitelju dobila naziv Peltonova turbina i do sadašnjih dana se, uz neke male modifikacije, održala u istom obliku.
Primena
Peltonova turbina je jenda od najčešće upotrebljavanih turbina u hidroelektranama širom sveta. Korisna je za hidroelektranene koje rade pri relativno velikim padovima i relativno malim protocima vode. Spada u grupu akcijskih hidrauličnih turbina koje u procesu razmene rada izmedju vode i radnog kola, koriste samo kinetičku energiju mlaza koja se stvara u dovodnom organu turbine, mlazniku, dok pritisna energija ostaje praktično nepromenjena. Regulacija protoka se vrši promenom položaja koplja u mlaznici i položajem sekača mlaza, i pošto se regulacija vrši samo jednim elementom konstrukcije turbine, svrstava se i u grupu turbina jedinačne regulacije. Ugradjujemo ih u male hidroelektrane koje imaju nominalno veliki pad a mali protok. Mogu biti izvedene kao vertikalne ili horizontalne i mogu imati od 1 do 6 mlaznica. Jedan primer preseka moderne Peltonove turbine prikazan je slici.
Presek savremene Peltonove turbine sa jednom mlaznicom. Slika preuzeta iz knjige: Hidraulične turbine, Miroslav Benišek, Mašinski fakultet Univerziteta u Beogradu, 1998.
Način funkcionisanja
Osnovni delovi Peltonove turbine su: dovodni cevovod (pozicija 1 na slici), mlaznik (2) sa regulacionim kopljem (7), skretač (sekač) mlaza (3), radno kolo (4), vratilo (5), oklop turbine (6) i poluge (8). Voda se cevovodom dovodi do mlaznika. Položajem regulacionog koplja u mlazniku se reguliše protok vode kroz turbinu. Koplje se pomera pomoću servomehanizma pri čemu položaj sekača mlaza prati kretanje koplja. Pri smanjenju snage, sekač odseca deo mlaza do potrebnog prečnika, a koplje zatim zauzima potreban položaj. Oštrica sekača je uvek tik uz obim mlaza u stacionarnom režimu rada. Mlaz iz mlaznika nastrujava na lopatice u kojima se vrši rezmena rada, a snaga se vratilom prenosi do generatora. U slučaju zaustavljanja turbine, skretač mlaza pokretan polugama preseca mlaz vode i skreće dejstvo mlaza van lopatica radnog kola.
Literatura:
- Knjiga Hidraulične turbine, Miroslav Benišek, Mašinski fakultet Univerziteta u Beogradu, 1998.
- Sajt Wikipedia