Hydrauliska Strömningsmaskiner

Peltonskovlarna har formen av dubbla skopor, åtskilda av en radiell egg, som delar strålen
mitt itu. Vid eggens spets måste ett urtag göras med hänsyn till vattnets relativa riktning i det
ögonblick skoveln går in i strålen. Skovelantalet måste väljas så stort att ingen del av
vattenstrålen kan passera turbinhjulet utan att omböjas.
Vattenturbiner arbetar som regel med konstant varvtal bundet till generatorns poltal.
Fallhöjden är bunden till anläggningens utseende i stort. Effektstyrning vid vattenturbiner är
därför hänvisad till styrning av volymströmmen vid oförändrat varvtal och oförändrad
fallhöjd. Vid peltonturbiner styrs volymströmmen genom en i varje munstycke förskjutbar nål.
Vid en snabb minskning av volymströmmen enbart med nålens hjälp uppstår mycket höga
tryck i munstycket. Tryckökningen orsakas av att den stora vattenmassa som finns i de långa
tilloppstuberna, retarderas, jämför avsnitt 9. I avsikt att undvika den kraftiga tryckökningen
förses varje munstycke med en deflektor eller strålavlänkare.
Figur 5.2.3 Snabbstyrning för peltonturbin
Vid en snabb belastningsminskning går först avlänkaren in i strålen och omböjer en del av
denna åt sidan. Därefter rör sig avlänkaren långsamt tillbaka till strålkanten, samtidigt som
nålen sakta rör sig framåt. Vid belastningsökningar ingriper inte strålavlänkaren.
Figur 5.2.4 Figur 5.2.5
Om man som i figur 5.2.4 antar att vattnet kan omlänkas 180° i peltonskoveln, gäller enligt
impulssatsen för ett öppet system
( ( ) )
F = m⋅ w − −w
2 1
där F betecknar den kraft med vilken skovelhjulet påverkar vattnet. Antags vidare att vattnets
omlänkning sker förlustfritt} (w1 = w2) blir med w1 = c1 - u.
Kraften blir
och den uttagna effekten
F = m⋅2⋅ w1 = 2⋅m⋅(
c1 −u)
P = Fu= ⋅m⋅( uc
2
−u
)
2 1
68