Turbin hidro Pelton

Turbin impuls adalah turbin air yang memanfaatkan energi kinetik aliran jet bertekanan tinggi untuk melakukan pekerjaan.Air bertekanan tinggi diubah menjadi aliran jet berkecepatan tinggi melalui nozel turbin, yang kemudian memukul ember turbin, menyebabkan turbin berputar dan melakukan pekerjaan.
Ada tiga jenis utama turbin impuls:Turbin hidro Pelton, Turbin hidro turgoBagian ini memperkenalkan turbin Pelton dan turbin Turgo yang lebih umum digunakan.

Pelari dan Prinsip Kerja

Gambar 1 menunjukkan pelari turbin Pelton, dengan tampilan depan di sebelah kiri dan tampilan samping di sebelah kanan. pelari terdiri dari cakram roda dan beberapa ember,jadi itu juga disebut turbin ember.

Gambar-1 Pelton turbin runner

Gambar 2 adalah gambar bagian seberang ember. Dari bagian seberang ember dapat dilihat bahwa ember terdiri dari dua benda berbentuk sendok yang disusun bersebelahan.Aliran air yang melemparkan ke dalam dua tubuh berbentuk sendok, mendorong pelari untuk berputar.

Gambar-2 gambar runcing dari ember

Gambar 3 adalah diagram prinsip kerja turbin Pelton. aliran air berkecepatan tinggi disemprotkan ke arah ember melalui muncung, dipantulkan dan dilepaskan oleh ember.Energi kinetik air mendorong emberGaris biru menunjukkan aliran air yang disemprotkan oleh muncung dan aliran air yang dipantulkan oleh pelari.

Gambar 3 -- Prinsip Kerja Turbin Pelton

Gambar 4 adalah diagram yang menunjukkan arah aliran air yang mengalir ke ember. aliran air berkecepatan tinggi yang dikeluarkan dari muncung menembus ke arah ember,dipisahkan oleh tepi inlet ke permukaan kerja di kedua sisiSetelah dipantulkan oleh ember, aliran jet berkecepatan tinggi mentransfer energi kinetiknya ke ember, mendorongnya ke depan.

Gambar-4 Aliran jet dari turbin Pelton

Mekanisme suntikan

Mekanisme injeksi, yang disebut sebagai nozzle untuk pendek, terutama terdiri dari nozzle, jarum, dan mekanisme bergerak jarum.Ukuran outlet nozzle diubah dengan memindahkan jarum ke dalam nozzle, sehingga mengubah arus air dari muncung untuk menyesuaikan daya turbin. Gambar 5 adalah diagram skema struktur mekanisme injeksi,di mana jarum ditarik kembali ke dalam pipa dan nozzle berada dalam keadaan terbuka.

Gambar 5 -- struktur saluran masuk pipa dan mekanisme injeksi

Gerakan jarum dilakukan oleh mekanisme penggerak jarum. Dalam diagram, jarum dipindahkan dengan kontrol manual.dengan demikian mengubah arus air dari nozzleUntuk turbin air berskala besar, mekanisme servo hidrolik atau listrik digunakan untuk menggerakkan jarum.Mekanisme bergerak yang disebutkan di atas dipasang di luar pipa dan termasuk mekanisme injeksi dikendalikan secara eksternalAda jenis lain dari mekanisme injeksi yang dipasang di dalam muncung, yang tidak memiliki batang jarum yang memanjang di luar pipa dan tidak memerlukan siku,Membawa kenyamanan besar untuk tata letak pipaNamun, itu tidak akan diperkenalkan di sini.

Di sebelah kiri Gambar 6, jarum berada dalam posisi kerja normal, dan aliran air diarahkan ke arah ember.jarum bergerak ke depan untuk memblokir bukaan muncung, dan nozzle berada dalam keadaan tertutup.

Gambar 6Kendali aliran air dengan memindahkan jarum

Deflektor

Sekarang mari kita perkenalkan deflektor. turbin Pelton adalah turbin kepala tinggi dengan rentang kepala dari beberapa ratus meter hingga lebih dari seribu meter.Saluran pipa dari waduk ke turbin bisa panjang satu kilometer hingga beberapa kilometer, dan pipa-pipa ini harus menahan tekanan air yang sangat besar, terutama di bagian bawah.sumber air harus ditutup segera untuk menghentikan turbinJika tidak, turbin akan kehilangan muatannya, menyebabkan peningkatan kecepatan rotasi yang cepat dan kerusakan pada unit.jumlah besar air yang bergerak di dalam tidak bisa berhenti mengalir dengan cepatJika pipa ditutup dengan cepat, tekanan air yang sangat tinggi akan dihasilkan, membahayakan keamanan penstock secara serius.Satu-satunya solusi adalah untuk mengalihkan air yang disemprotkan ke arah turbin sehingga tidak memukul turbin, daripada menutup aliran air.
Menginstal deflektor di depan muncung adalah metode yang paling sederhana. Selama operasi normal, deflektor diangkat, tidak mempengaruhi aliran air 喷出 dari muncung,dan turbin berjalan normal (kiri dari Gambar 7)Ketika deflektor diturunkan, aliran air dari muncung diblokir oleh deflektor dan dialihkan ke outlet bawah (kanan gambar 7), dan turbin berhenti beroperasi.Deflektor dapat diputar ke posisi blokir dalam waktu 1 sampai 2 detik.

Gambar 7 -- Prinsip kerja deflektor

Gambar 8 adalah animasi utama dari turbin Pelton. manik-manik hijau kecil menunjukkan aliran air yang dipantulkan dari sisi depan pelari,dan manik-manik oranye kecil menunjukkan aliran air yang dipantulkan dari belakang pelari. garis tengah aliran air yang dikeluarkan dari muncung adalah menyentuh lingkaran pitch pelari. lingkaran pitch adalah lingkaran yang melewati titik dampak jet pada pelari,Oleh karena itu nama "turbin Pelton" (secara harfiah berarti "turbin dampak tangensial").

Gambar 9 menunjukkan model turbin impuls ukuran kecil dan menengah, yang terutama terdiri dari casing bawah, casing atas, pelari (di dalam casing), pipa masuk air,sebuah jarum nozel dan mekanisme pendorongnya, dan fondasi beton.

Dari pandangan runcing dari casing bawah dan casing atas, pelari, muncung dan deflektor dapat dilihat, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 10.Gambar bagian dari fondasi beton menunjukkan lubang air ekor dan outlet air.

Deflektor berada di depan nozel. poros deflektor melewati bantalan di bawah kepala semprot, dan deflektor dapat berputar di sekitar poros.

Turbin Pelton multi-jet
Untuk meningkatkan kinerja turbin, turbin impuls besar seringkali memiliki 2 sampai 6 nozel. Di bawah ini menunjukkan diagram struktur turbin impuls dengan dua nozel.