Turbine hydraulique Pelton

Les turbines à impulsion sont des turbines à eau qui utilisent l'énergie cinétique des jets à haute pression pour faire leur travail.L'eau à haute pression est convertie en jet à grande vitesse via les buses de la turbine, qui frappent ensuite les seaux de la turbine, provoquant la rotation de la turbine et l'exécution du travail.
Il existe trois principaux types de turbines à impulsion:les turbines hydrauliques Pelton, Turbines hydrauliquesCette section présente les turbines Pelton et Turgo les plus couramment utilisées.

Coureur et principe de fonctionnement

La figure 1 montre le courant d'une turbine Pelton, avec la vue avant à gauche et la vue latérale à droite.On l'appelle aussi une turbine à seau..

Figure 1 Pelton émetteur de turbine

La figure 2 est une vue de la section transversale d'un seau. On peut voir de la section transversale d'un seau que le seau est composé de deux corps en forme de cuillère disposés côte à côte.Le flux d'eau est projeté dans les deux corps en forme de cuillère, entraînant le coureur à tourner.

Figure 2 vue de la section transversale d'un seau

La figure 3 est un schéma du principe de fonctionnement d'une turbine Pelton.L' énergie cinétique de l' eau pousse les seauxLes lignes bleues indiquent le débit d'eau pulvérisé par la buse et le débit d'eau réfléchi par le coureur.

Figure 3 -- Principe de fonctionnement de la turbine Pelton

La figure 4 est un schéma montrant la direction du jet d'eau vers les seaux.est divisé par le bord d'entrée sur les surfaces de travail des deux côtésAprès avoir été réfléchi par les seaux, le jet à grande vitesse transfère son énergie cinétique vers les seaux, les poussant vers l'avant.

Figure 4 Jet de débit du coureur de turbine Pelton

Mécanisme d'injection

Le mécanisme d'injection, appelé en abrégé la buse, est principalement composé d'une buse, d'une aiguille et d'un mécanisme de déplacement de l'aiguille.La taille de la sortie de la buse est modifiée en déplaçant l'aiguille à l'intérieur de la buse, modifiant ainsi le débit d'eau de la buse pour régler la puissance de la turbine.dans lequel l'aiguille est rétractée dans le tuyau et l'embout est en état ouvert.

Figure 5 -- la structure de l'entrée du tuyau et du mécanisme d'injection

Le mouvement de l'aiguille est effectué par le mécanisme de déplacement de l'aiguille.en modifiant ainsi le débit d'eau de la busePour les turbines à eau à grande échelle, des servo-mécanismes hydrauliques ou électriques sont utilisés pour déplacer l'aiguille.Les mécanismes mobiles précités sont installés à l'extérieur du tuyau et appartiennent au mécanisme d'injection commandé de l'extérieurIl existe un autre type de mécanisme d'injection installé à l'intérieur de la buse, qui n'a pas de tige d'aiguille s'étendant à l'extérieur du tuyau et ne nécessite pas de coude.apportant une grande commodité à la disposition des pipelinesCependant, il ne sera pas présenté ici.

À gauche de la figure 6, l'aiguille est en position de travail normale et le débit d'eau est dirigé vers le seau.l'aiguille se déplace vers l'avant pour bloquer l'ouverture de la buse, et la buse est dans un état fermé.

Figure 6  Contrôle du débit d'eau par déplacement de l'aiguille

Déflecteur

Les turbines Pelton sont des turbines à tête haute avec une portée de plusieurs centaines de mètres à plus de mille mètres.Les conduites du réservoir à la turbine peuvent être aussi longues qu'un kilomètre à plusieurs kilomètresDans le cas d'une panne du réseau électrique provoquant une déconnexion, les conduites doivent supporter une pression d'eau énorme, en particulier dans les sections inférieures.la source d'eau doit être immédiatement coupée pour arrêter la turbineDans le cas contraire, la turbine perdra sa charge, ce qui entraînera une augmentation rapide de la vitesse de rotation et des dommages à l'unité.la grande quantité d'eau qui circule à l'intérieur ne peut pas arrêter de couler rapidementEn cas de fermeture rapide des conduites, une pression d'eau extrêmement élevée sera générée, ce qui mettra gravement en danger la sécurité du stockage.La seule solution est de rediriger l'eau pulvérisée vers la turbine pour qu'elle ne frappe pas la turbine, plutôt que d'arrêter l'écoulement de l'eau.
L'installation d'un déflecteur devant la buse est la méthode la plus simple. Pendant le fonctionnement normal, le déflecteur est levé, sans affecter le débit d'eau 喷出 de la buse,et la turbine fonctionne normalement (à gauche de la figure 7)Lorsque le déflecteur est abaissé, le débit d'eau de la buse est bloqué par le déflecteur et redirigé vers la sortie inférieure (à droite de la figure 7) et la turbine cesse de fonctionner.Le déflecteur peut être tourné vers la position de blocage en 1 à 2 secondes.

Figure 7 -- Principe de fonctionnement du déflecteur

La figure 8 est l'animation principale d'une turbine Pelton. Les petites perles vertes indiquent le débit d'eau réfléchi par le côté avant du coureur,et les petites perles orange indiquent le débit d'eau reflété par le dos du coureurLa ligne centrale du flux d'eau éjecté par la buse est tangente au cercle de la course.D'où le nom "turbine Pelton" (littéralement "turbine à impact tangentiel").