טורבינת פלטון , המכונה גם גלגל הידראולי משיקים או גלגל פלטון, הומצא על ידי פלטון האמריקאי לסטר אלן ב -1870. למרות מספר סוגים של טורבינות נוצרו לפני סוג פלטון, זה עדיין בשימוש נרחב ביותר כרגע בגלל יעילותו.
זוהי טורבינת דחף או טורבינה הידראולית בעלת עיצוב פשוט וקומפקטי, בעלת צורת גלגל, המורכבת בעיקר מדליים, סטיה או להבים נעים מחולקים, הממוקמים סביב פריפריה.
ניתן למקם את הלהבים בנפרד או לחברם לרכזת המרכזית, או להתאים את הגלגל כולו לחתיכה שלמה אחת. כדי לתפקד, הוא ממיר את אנרגיית הנוזל לתנועה, הנוצרת כאשר סילון מים במהירות גבוהה פוגע בלהבים הנעים, וגורם לו להסתובב ולהתחיל לפעול.
בדרך כלל משתמשים בו לייצור חשמל במפעלים הידרואלקטריים, שם מאגר המים הזמין ממוקם בגובה מסוים מעל הטורבינה.
הִיסטוֹרִיָה
גלגלים הידראוליים נולדו מהגלגלים הראשונים ששימשו לשאיבת מים מהנהרות והועברו על ידי מאמץ של אדם או בעלי חיים.
גלגלים אלה מתוארכים למאה השנייה לפני הספירה, כאשר נוספו משוטים להיקף הגלגל. גלגלים הידראוליים החלו להשתמש כאשר התגלתה האפשרות לרתום את האנרגיה של זרמים להפעלת מכונות אחרות, הידועות כיום כטורבומכינים או מכונות הידראוליות.
טורבינת הדחף מסוג פלטון לא הופיעה עד שנת 1870, כאשר הכורה לסטר אלן פלטון ממוצא אמריקני יישם את המנגנון הראשון עם גלגלים לשאיבת מים, בדומה לטחנה, ואז יישם מנועי אדים.
מנגנונים אלה החלו להיכשל בפעולתם. משם העלה פלטון את הרעיון לתכנן גלגלים הידראוליים עם להבים או להבים המקבלים את הלם המים במהירות גבוהה.
הוא הבחין כי הסילון פגע בשולי הלהבים במקום במרכזם וכתוצאה מכך זרימת המים יצאה בכיוון ההפוך והטורבינה האיצה והפכה לשיטה יעילה יותר. עובדה זו מבוססת על העיקרון שבאמצעותו נשמרת האנרגיה הקינטית המיוצרת על ידי המטוס וניתן להשתמש בה לייצור אנרגיה חשמלית.
פלטון נחשב לאביו של כוח הידרו, בגלל תרומתו המשמעותית לפיתוח כוח הידרופיז ברחבי העולם. המצאתו בשלהי שנות השבעים של המאה ה -19, שכונתה על ידי עצמו רץ פלטון, הוכרה כעיצוב הטורבינה של הדחף היעיל ביותר.
מאוחר יותר, לסטר פלטון רשם פטנט על גלגלו ובשנת 1888 הקים את חברת גלגלי המים של פלטון בסן פרנסיסקו. "פלטון" הוא סימן מסחרי של מוצרי החברה, אך המונח משמש לזיהוי טורבינות דחף דומות.
בהמשך צצו עיצובים חדשים כמו טורבינת טורגו שהוגשה בפטנט ב -1919 וטורבינת בנקי בהשראת דגם גלגל פלטון.
הפעלת טורבינת פלטון
ישנם שני סוגים של טורבינות: טורבינת תגובה וטורבינת דחף. בטורבינת תגובה, הניקוז מתרחש בלחץ של תא סגור; לדוגמא, ממטרת גינה פשוטה.
בטורבינת הדחף מסוג פלטון, כאשר הדליים הממוקמים בפריפריה של הגלגל מקבלים ישירות את המים במהירות גבוהה, הם מניעים את התנועה הסיבובית של הטורבינה, והופכים את האנרגיה הקינטית לאנרגיה דינאמית.
למרות שמשתמשים באנרגיה קינטית וגם באנרגיית לחץ בטורבינת התגובה, ולמרות שכל האנרגיה המועברת בטורבינת דחף היא קינטית, לכן פעולתן של שתי הטורבינות תלויה בשינוי במהירות המים, כך שהוא מפעיל כוח דינאמי על האלמנט המסתובב האמור.
יישום
יש מגוון גדול של טורבינות בגדלים שונים בשוק, עם זאת מומלץ להשתמש בטורבינה מסוג פלטון בגבהים מגובה 300 עד 700 מטר או יותר.
טורבינות קטנות משמשות למטרות ביתיות. בזכות האנרגיה הדינאמית הנוצרת במהירות המים, היא יכולה לייצר אנרגיה חשמלית בקלות כך שהטורבינות הללו משמשות לרוב להפעלת מפעלים הידרואלקטריים.
לדוגמא, תחנת הכוח ההידרואלקטרית Bieudron במתחם סכר גראנד דיקסנס הממוקמת בהרי האלפים השוויצריים בקנטון ואלה, שוויץ.
מפעל זה החל בייצורו בשנת 1998, עם שני שיאים עולמיים: יש לו טורבינת פלטון החזקה ביותר בעולם והראש הגבוה ביותר המשמש לייצור אנרגיה הידרואלקטרית.
במתקן שלוש טורבינות של פלטון, שכל אחת מהן פועלת בגובה של 1869 מטר וקצב זרימה של 25 קוב לשנייה, ויעילותה גבוהה מ- 92%.
בדצמבר 2000, קרע שער סכר קליוסון דיקסנס, המזין את טורבינות פלטון בביודרון, בגובה של 1,234 מטרים, מה שאילץ את כיבוי תחנת הכוח.
אורכו של הקרע היה 9 מטרים ברוחב של 60 סנטימטרים, מה שגרם לזרם דרך הקרע לעלות על 150 קוב לשנייה, כלומר היה לו שחרור מהיר של כמות גדולה של מים בלחץ גבוה, והרס מעברו כ- 100 דונם של מרעה, מטעים, יערות, שטיפת בקתות ואסמים שונים הנמצאים באזור זה.
הם ערכו תחקיר גדול על התאונה, וכתוצאה מכך הם עיצבו כמעט לחלוטין את המדרכה. גורם השורש לקרע עדיין אינו ידוע.
העיצוב המחודש דרש שיפורים בציפוי הצנרת ושיפור האדמה סביב המצע כדי להפחית את זרימת המים בין הצינור לסלע.
החלק הפגום של המדרכה הנותב מהמיקום הקודם כדי למצוא סלע חדש שהיה יציב יותר. הבנייה בשער המעוצב הסתיימה בשנת 2009.
מתקן ביודרון לא היה פעיל לאחר תאונה זו עד שהופעל במלואו בינואר 2010.
הפניות
- גלגל פנטון. ויקיפדיה, האינציקלופדיה החופשית. התאושש: en.wikipedia.org
- טורבינת פלטון. ויקיפדיה, האינציקלופדיה החופשית. התאושש מ- es.wikipedia.org
- לסטר אלן פלטון. ויקיפדיה, האינציקלופדיה החופשית. התאושש מ- en.wikipedia.org
- תחנת הכוח ההידרואלקטרית ביודרון. ויקיפדיה, האינציקלופדיה החופשית. התאושש מ- en.wikipedia.org
- טורבינות פלטון וטורגו. קודם מתחדשים. התאושש מ- Renablesfirst.co.uk
- חנניה ג'יי, סטנהאוס ק 'וג'ייסון דונב ג'יי פלטון טורבינה. אנציקלופדיה לחינוך אנרגטי. התאושש מ- energyeducation.ca
- טורבינת פלטון - היבטי עבודה ועיצוב. למד הנדסה. התאושש מ- learningengineering.org
- טורבינות הידראוליות. מכונות כוח OJSC. התאושש מ- power-m.ru/es/
- גלגל פלטון. הרטוויגסן הידרו. התאושש ב- h-hydro.com
- בולינאגה ג'יי ג'יי מכניקת יסודות של נוזלים. האוניברסיטה הקתולית של אנדרס בלו. Caracas, 2010. יישומים למכונות הידראוליות. 298.
- לינסלי RK ו- Franzini JB הנדסת משאבים הידראוליים. CECSA. מכונות הידראוליות. פרק 12. 399-402, 417.
- ווילי ס. מכניקת נוזלים. מקגרו היל. המהדורה השישית. תורת הטורבומכינים. 531-532.