Turbina Pelton

La turbina Pelton , también conocida como rueda hidráulica tangencial o rueda Pelton, fue inventada por el estadounidense Lester Allen Pelton en la década de 1870. Aunque se crearon varios tipos de turbinas antes del tipo Pelton, sigue siendo el más utilizado debido a su eficiencia.

Se trata de una turbina de impulso o turbina hidráulica, que tiene un diseño simple y compacto, tiene forma de rueda, y consta principalmente de cangilones, deflectores o álabes móviles divididos ubicados en su periferia.

Las palas se pueden colocar individualmente o unir a un cubo central, o la rueda completa se puede alojar en una sola pieza. Para su funcionamiento, convierte la energía del fluido en movimiento, que se genera cuando un chorro de agua a alta velocidad golpea las palas en movimiento, provocando que gire y comience a funcionar.

Normalmente se utiliza para la generación de energía en centrales hidroeléctricas, donde el depósito de agua existente se encuentra a una cierta altura por encima de la turbina.

Historia

Las ruedas hidráulicas nacieron de las primeras ruedas que se utilizaron para sacar agua de los ríos y fueron movidas por el esfuerzo de humanos o animales.

Estas ruedas datan del siglo II a.C. cuando añadieron paletas a la circunferencia de la rueda. Las ruedas hidráulicas comenzaron a utilizarse cuando se descubrió la posibilidad de utilizar la energía de las corrientes para operar otras máquinas, ahora conocidas como turbomáquinas o máquinas hidráulicas.

La turbina de pulsos Pelton no apareció hasta 1870, cuando el minero Lester Allen Pelton de los Estados Unidos desarrolló el primer mecanismo de admisión de agua con ruedas, similar a un molino, y luego utilizó motores de vapor.

Estos mecanismos comenzaron a representar fallas en su trabajo. A partir de ahí, a Pelton se le ocurrió la idea de diseñar ruedas hidráulicas con paletas, o paletas, que puedan resistir el impacto del agua a alta velocidad.

Notó que el chorro golpeaba el borde de las palas, no su centro, y como resultado, el flujo de agua iba en la dirección opuesta y la turbina ganaba más velocidad, convirtiéndose en un método más eficiente. Este hecho se basa en el principio de que la energía cinética generada por el chorro se almacena y puede utilizarse para generar energía eléctrica.

Pelton es considerado el padre de la energía hidroeléctrica por sus importantes contribuciones a la energía hidroeléctrica en todo el mundo. Su invento a fines de la década de 1870, que nombró el propio Pelton Runner, fue reconocido como el diseño más eficiente de una turbina de pulsos.

Lester Pelton más tarde patentó su rueda y en 1888 fundó Pelton Water Wheel Company en San Francisco. Pelton es una marca registrada de los productos de esta empresa, pero el término se utiliza para identificar turbinas de pulso similares.

Posteriormente surgieron nuevos diseños, como la turbina Turgo, patentada en 1919, y la turbina Banki, inspirada en el modelo de rueda Pelton.

Operación de turbina Pelton

Hay dos tipos de turbinas: turbina de chorro y turbina de pulso. En una turbina de reacción, el efluente se lleva a cabo bajo la presión de una cámara cerrada; por ejemplo, un simple rociador de jardín.

En una turbina de pulsos tipo Pelton, cuando los cangilones ubicados alrededor de la periferia de la rueda reciben agua directamente a alta velocidad, activan el movimiento de rotación de la turbina, convirtiendo la energía cinética en energía dinámica.

Aunque tanto la energía cinética como la energía de presión se utilizan en la turbina de reacción, y aunque toda la energía transferida en la turbina de pulsos es cinética, por tanto, el funcionamiento de ambas turbinas depende del cambio en la velocidad del agua, para ejercer una fuerza dinámica. en este elemento giratorio.

Variedad de turbinas

Existe una amplia variedad de turbinas en el mercado en diferentes tamaños, sin embargo se recomienda utilizar una turbina tipo Pelton en altitudes de 300 a 700 metros o más.

Las turbinas pequeñas se utilizan para fines domésticos. Debido a la energía dinámica generada por la velocidad del agua, puede generar fácilmente energía eléctrica de tal manera que estas turbinas se utilizan principalmente para operar centrales hidroeléctricas.