Historique de la turbine Pelton, fonctionnement, application

Le Turbine Pelton, également connu sous le nom de roue hydraulique tangentielle ou roue Pelton, a été inventé par l'américain Lester Allen Pelton dans les années 1870. Bien que plusieurs types de turbines aient été créés avant le type Pelton, ils sont toujours les plus utilisés actuellement. efficacité

C'est une turbine à turbine à impulsion ou hydraulique de conception simple et compacte, elle a une forme de roue composée principalement de godets, de déflecteurs ou d'aubes mobiles divisées, située à sa périphérie.

Les palettes peuvent être placées individuellement ou attachées au moyeu central, ou la roue entière peut être placée en une seule pièce complète. Pour fonctionner, il convertit l'énergie du fluide en mouvement, qui est générée lorsqu'un jet d'eau à grande vitesse heurte les pales en mouvement, provoquant son retournement et son démarrage.

Il est généralement utilisé pour produire de l'électricité dans les centrales hydroélectriques, où le réservoir d'eau disponible est situé à une certaine hauteur au-dessus de la turbine.

Index

• 1 histoire
• 2 Fonctionnement de la turbine Pelton
• 3 application
• 4 références

Histoire

Les roues hydrauliques sont issues des premières roues utilisées pour puiser de l'eau dans les rivières et ont été déplacées par les efforts de l'homme ou des animaux.

Ces roues remontent au 2ème siècle avant JC, quand elles ont ajouté des palettes à la circonférence de la roue. Les roues hydrauliques ont commencé à être utilisées lorsque l'on a découvert la possibilité d'exploiter l'énergie des courants pour faire fonctionner d'autres machines, actuellement connues sous le nom de turbomachines ou machines hydrauliques.

La turbine à impulsion Pelton n’a fait son apparition qu’en 1870, lorsque le mineur américain Lester Allen Pelton a mis au point le premier mécanisme à roues pour tirer de l’eau, semblable à un moulin, puis a mis en œuvre des machines à vapeur.

Ces mécanismes ont commencé à présenter des défaillances dans leur fonctionnement. De là, Pelton a pensé à concevoir des roues hydrauliques avec des pales ou des pales qui reçoivent le choc de l'eau à grande vitesse.

Il a observé que le jet heurtait le bord des palettes au lieu de son centre et que, par conséquent, l’écoulement de l’eau dans le sens inverse et que la turbine acquérait plus de vitesse devenaient une méthode plus efficace. Ce fait repose sur le principe selon lequel l’énergie cinétique produite par le jet est conservée et peut être utilisée pour générer de l’énergie électrique.

Pelton est considéré comme le père de l'énergie hydroélectrique pour sa contribution significative au développement de l'hydroélectricité dans le monde entier. Son invention à la fin des années 1870, appelée par lui-même Pelton Runner, a été reconnue comme la conception la plus efficace de la turbine à impulsion.

Plus tard, Lester Pelton a breveté sa roue et en 1888, il a formé la Pelton Water Wheel Company à San Francisco. "Pelton" est une marque déposée des produits de cette société, mais le terme est utilisé pour l'identification de turbines à impulsions similaires.

Par la suite, de nouvelles conceptions ont vu le jour, telles que la turbine Turgo brevetée en 1919 et la turbine Banki inspirée du modèle de roue Pelton.

Exploitation de la turbine Pelton

Il existe deux types de turbines: la turbine à réaction et la turbine à impulsion. Dans une turbine à réaction, le ruissellement est effectué sous la pression d'une chambre fermée; par exemple, un simple arroseur de jardin.

Dans la turbine à impulsion de type Pelton, lorsque les godets situés à la périphérie de la roue reçoivent directement l'eau à grande vitesse, ils activent le mouvement de rotation de la turbine, convertissant l'énergie cinétique en énergie dynamique.

Bien que l'énergie cinétique et l'énergie de pression soient utilisées dans la turbine à réaction et que toute l'énergie fournie dans une turbine à impulsions soit cinétique, le fonctionnement des deux turbines dépend donc d'une modification de la vitesse de l'eau. de sorte qu'il exerce une force dynamique dans cet élément rotatif.

Application

Il existe une grande variété de turbines de différentes tailles sur le marché, mais il est recommandé d’utiliser la turbine de type Pelton à des hauteurs allant de 300 mètres à environ 700 mètres ou plus.

Les petites turbines sont utilisées à des fins domestiques. Grâce à l'énergie dynamique générée par la vitesse de l'eau, elle peut facilement produire de l'énergie électrique de telle sorte que ces turbines sont principalement utilisées pour le fonctionnement de centrales hydroélectriques.

Par exemple, la centrale hydroélectrique de Bieudron dans le complexe du barrage de la Grande Dixence situé dans les Alpes suisses dans le canton du Valais, en Suisse.

Cette usine a commencé sa production en 1998, avec deux records mondiaux: elle possède la turbine Pelton la plus puissante du monde et la plus haute tête utilisée pour produire de l’énergie hydroélectrique.

L'installation abrite trois turbines Pelton, chacune fonctionnant à une hauteur d'environ 1869 mètres et un débit de 25 mètres cubes par seconde, fonctionnant avec un rendement supérieur à 92%.

En décembre 2000, la porte du barrage de Cleuson-Dixence, qui alimente les turbines Pelton à Bieudron, présentait une rupture à 1234 mètres, forçant la fermeture de la centrale.

La rupture avait une longueur de 9 mètres et une largeur de 60 centimètres, entraînant une rupture de plus de 150 mètres cubes par seconde, c’est-à-dire une libération rapide d’une grande quantité d’eau à haute pression, détruisant son passage 100 hectares environ de pâturages, de vergers, de forêts, le lavage de plusieurs chalets et granges situés autour de cette zone.

Ils ont fait une grande enquête sur l’accident, ce qui a presque complètement remanié la conduite forcée. La cause première de la rupture est encore inconnue.

La nouvelle conception a nécessité des améliorations dans la doublure du pipeline et l’amélioration du sol autour du tuyau forcé afin de réduire le débit d’eau entre le tuyau et la roche.

La section endommagée du tuyau forcé a été redirigée de l'emplacement précédent pour trouver une nouvelle pierre plus stable. La construction de la porte remaniée a été achevée en 2009.

L'installation de Bieudron n'était pas opérationnelle après cet accident jusqu'à ce qu'il reprenne ses activités en janvier 2010.

Références

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