Peltonova turbina: razlika između inačica

'''Peltonova turbina''' je [[vodna turbina]] koja se koristi za velike padove (preko 200 m) i manje protoke vode. Ona je među [[turbina]]ma s najvećim [[Stupanj iskorištenja|stupnjem iskorištenja]]. Izumio ju je [[Lester Allan Pelton]] 1878. Ona je glavni prestavnikpredstavnik turbina slobodnog mlaza ili [[Newtonovi zakoni gibanja|akcijskih]] turbina. [[Geometrija]] lopatica je tako podešenaje postavljena da se one okreću sas pola [[Brzina|brzine]] mlaza vode, koriste skoro svu [[Količina gibanja|količinu gibanja]] mlaza vode, koji napušta turbinu gotovo bez ikakve brzine. Ona nije potopljena u vodi i lopatice se okreću u zraku. Maksimalna [[snaga]] može biti do 200 [[vat|MW]].

Pelton se rodio u mjestu Vermilion; [[Sjedinjene Američke Države|američka]] [[Ohio|savezna država Ohio]]. Roditelji su mu bili farmeri. Kada je imao 20 godina, Pelton se s prijateljima zaputio u [[Kalifornija|Kaliforniju]], gdje je vladala [[zlato|zlatna]] groznica u to vrijeme. Prvo su se zaustavili u [[Sacramento, Kalifornija|Sacramentu]], gdje su lovili ribu i prodavali je [[rudar]]ima. 1860. su čuli su o novim nalazištima zlata u planinama [[Sierra Nevada (SAD)|Sierra Nevade]], te su i oni krenuli tim putem. Pelton nije bio zainteresiran za rudarenje, više je radio kao stolar. Bio je miran i povučen, pa je puno vremena provodio u čitanju i praćenju rada u rudnicima. <ref> "Lester Allan Pelton, father of hydroelectric power", [http://www.vermilionohio.org/x.html] publisher=Richard Neale "Rich" Tarrant, 2010.</ref>

Iako su se u [[rudnik|rudnicima]] već koristili [[parni stroj|parni strojevi]], nedostatak je bio što je trebala velika količina [[Drvo (materijal)|drva]]. Zato su se koristila i [[vodeničko kolo|vodenička kola]], gdje je voda bila dostupna. Ideja za Peltonovu turbinu jedošla doslaje sasvim slučajno. Dok je jednom Pelton promatrao vodeničko kolo dok se okretalo, desilodogodilo se da je [[osovina]] kola ispala malo iz ležaja i lagano se nagnula. Iako se očekivalo da će se kolo zaustaviti, desilodogodilo se nešto sasvim neočekivano. Kako je mlaz vode udarao malo sa strane u lopatice, odjedanput se vodeničko kolo počelo brže okretati nego prije. Peltonu je došao na novu ideju, jer je shvatio da mlaz vode ne treba udarati u središte lopatice, već da će dobiti bolje rezultate ako udara sa strane, tako da voda može napustiti lopatice bez sudaranja sa nadolazećim mlazom vode. <ref> "Planetary Gravity-Assist and the Pelton Turbine" [http://www.phy6.org/stargaze/Spelton.htm] publisher=Phy6.org, 2010.</ref>

1878. Pelton je napravio [[prototip]] nove turbine i isprobao ga je. Ispostavilo se na kraju da njegov model ima [[stupanj iskorištenja]] 90 %, a svi dosadašnji modeli vodeničkih kola nisu prelazili 40 %. 1887. rudari iz Sierra Nevade su spojili Peltonovu turbinu na [[dinamo]], i tako su počeli dobivati [[električna struja|električnu struju]], te je to bila prva [[hidroelektrana]] u tom području. Kako je zahtjeva za turbinom bilo puno, Pelton je ubrzo postao poduzetnik i otvorio je svoju radionuradionicu za izradu Peltonovih turbina. <ref> [http://www.sierranevadavirtualmuseum.com/docs/specialex/ontheroad/highway49/knight.htm] "Knight Foundry and Sutter Creek" publisher=Sierra Nevada Virtual Museum, 2008.</ref>

Peltonova konstrukcija poslužila je poslužila i za izradu [[Turgo turbina]], a i [[Banki turbina]].

Rotor turbine se obično sastoji od 12 do 40 lopatica, a svaka je lopatica oštrim bridom podijeljena u dva jednaka ovalna dijela. Ovakav oblik lopatice „reže“ mlaz vode u dva dijela od kojih svaki napušta lopaticu pod [[kut]]emom od gotovo 180°. Osebujnost lopatica Peltonovih turbina jestje u tome što nisu stalno opterećene, kao npr. lopatice rotora [[Francisova turbina|Francisovih turbina]], već su samo privremeno u dodiru s mlazom. Tijekom dodira lopatice s mlazom nagib lopatice prema mlazu, kao i mjesto gdje ovaj ulazi u lopaticu, se stalno mijenja.

Ovisno o konstrukciji, Peltonove turbine mogu imati jednu ili više mlaznica, odnosno slobodnih mlazova, a rotor turbine može biti postavljen na horizontalnovodoravno ili vertikalnookomito vratilo, na kojem mogu biti postavljena jedan ili dva rotora . Postavljanje više rotora na vertikalnookomito vratilo zahtijeva pažljivu konstrukciju, kako gornji rotor ne bi hidrodinamički narušavao rad donjeg rotora. Izvedba Peltonove turbine s vertikalnimokomitim vratilom je povoljnija, jer omogućuje dovod vode po obodu rotora, te postavljanje rotora na minimalnu visinu iznad donje vode. Dovod vode po obodu rotora (u istoj horizontalnoj ravnini) omogućuje korištenje većeg broja mlazova koji se nalaze na istoj geodetskoj koti, a što je povoljno sa stanovišta regulacije.

Rotor Peltonove turbine, radi konstrukcijskih razloga, mora biti izdignut iznad donje vode za iznos koji je direktniizravni gubitak, te treba biti minimalan. <ref> [http://www.riteh.uniri.hr/zav_katd_sluz/zav_meh_flu_rac_inz/nas/rez_flu/Vodne_turbine.pdf] "Vodne turbine" dr.sc. Zoran Čarija, Tehnički fakultet Rijeka, 2010.</ref>

Konstrukcijski gledano, Peltonove turbine su najednostavnjenajednostavnije vodne turbine koje se sastoje od privoda vode, mlaznica i rotora. Mlaznicama se vrši pretvorba [[tlak|tlačne]] u [[kinetička energija|kinetičku energiju]] vodnog mlaza, koji tu istu energiju predaje lopatici rotora. Regulacija se izvodi pomicanjem regulacijske igle.