PELTONWHEEL

IMPULSETURBINE(TURBINDEDENYUT)Carakerja:• Jugadikenalisebagaiturbinjetbebas.• Beroperasipadaturustinggi.• Menggunakankuantitiairyangkecil.• Dihujung paip hantar terdapat nozzle yangmenghasilkanwaterjet.

• Air yang keluar dari nozzle menghentam bilahrodaPeltondanmemutarkannya.

• Kesan tindakan jet pada permukaan bilahmenghasilkan daya yangmemutarkan roda. Inimemberi daya kilas atau kuasa mekanikalkepadasyaf.

• Bilah pelton wheel berbentul “double-hemisphericalcup”.

• Airyangkeluardipesongkan165°(bukan180°),untukmengelakkanairdaripadadipantulkankebilah yang berada dibelakangnya. Ini akanmelambatkanpergerakkanroda.

SEGITIGAHALAJU

Padainlet:

𝑣]^ = 𝑣^ − 𝑢^ = 𝑣^ − 𝑢

𝑢^ = 𝑢b = 𝑢

𝑣c^ = 𝑣^

Padaoutlet:

𝑣]b = 𝑘 ∙ 𝑣]^

𝑘 = pekaligeseranbilah

𝑣cb = 𝑢b − 𝑣]b ∙ cos 180 − 𝜃

= 𝑢 − 𝑘 ∙ 𝑣]^ ∙ cos 180 − 𝜃 Diketahuibahawa:

Power = 𝑚𝑣c^𝑟 𝜔 −𝑚𝑣cb𝑟b𝜔𝑢^ = 𝑟 𝜔𝑢b = 𝑟b𝜔

𝑃 = 𝑚 𝑣c^𝑢^ − 𝑣cb𝑢b

= 𝜌𝑄𝑢 𝑣c^ − 𝑣cb

= 𝜌𝑄𝑢 𝑣^ − 𝑢 − 𝑘 ∙ 𝑣]^ ∙ cos 180 − 𝜃

= 𝜌𝑄𝑢 𝑣^ − 𝑢 + 𝑘 𝑣^ − 𝑢 cos 180 − 𝜃

𝑃 = 𝜌𝑄𝑢 𝑣^ − 𝑢 1 + 𝑘 ∙ cos 180 − 𝜃

EULERHEADOFPELTONWHEELDalam keadaan ideal (atau tiada geseran), kuasa(power)menjadimaksimum.𝑃 = 𝜌𝑔𝑄 ∙ 𝐻q = 𝜌𝑄𝑢 𝑣^ − 𝑢 1 + 𝑘 ∙ cos 180 − 𝜃

𝐻q =1𝑔𝑢 𝑣^ − 𝑢 1 + 𝑘 ∙ cos 180 − 𝜃

Adayangmenulisrumusdiatassebagai:

𝐻q =1𝑔𝑢 𝑣^ − 𝑢 1 + 𝑘 ∙ cos 𝛽b

KECEKAPANRODAPELTONHydraulicefficiency

𝜂tuv =𝑃wxy𝑃z{

=𝜌𝑔𝑄 ∙ 𝐻q𝜌𝑔𝑄 ∙ 𝐻|}}

=𝜌𝑔𝑄 1𝑔 𝑢 𝑣^ − 𝑢 1 + 𝑘 ∙ cos 180 − 𝜃

𝜌𝑔𝑄 ∙ 𝑣^b

2𝑔

=2𝑢 𝑣^ − 𝑢 1 + 𝑘 ∙ cos 180 − 𝜃

𝑣^b

Untukmendapatkan kecekapanmaksimum, bezakan persamaanhydraulicefficiencyterhadapu,dansamakandengansifar.𝑑𝜂tuv𝑑𝑢

= 0 =𝑑𝑑𝑢

2𝑢 𝑣^ − 𝑢 1 + 𝑘 ∙ cos 180 − 𝜃𝑣^b

1 + 𝑘 ∙ cos 180 − 𝜃

𝑣^b∙ 2𝑣^ − 4𝑢 = 0

Ini bermaksud, untuk mendapatkan kecekapanmaksimum, kelajuan putaran roda Pelton ( 𝑢 )mestilah separuh daripada halaju air yang masuk(𝑣^).𝑢 =

𝑣^2

Diketahuihydraulicefficiency:

𝜂tuv =2𝑢 𝑣^ − 𝑢 1 + 𝑘 ∙ cos 180 − 𝜃

𝑣^b

Masukkannilai,𝑢 = ��

b

𝜂tuv =1 + 𝑘 ∙ cos 180 − 𝜃

𝑣^b

Diketahuipower:

𝑃 = 𝜌𝑄𝑢 𝑣^ − 𝑢 1 + 𝑘 ∙ cos 180 − 𝜃 Masukkannilai,𝑢 = ��

b

𝑃 = 𝜌𝑄

𝑣^2

𝑣^ −𝑣^2

1 + 𝑘 ∙ cos 180 − 𝜃

𝑃 = 𝜌𝑄𝑣^b

41 + 𝑘 ∙ cos 180 − 𝜃

Mechanicalefficiency

𝜂�|�t =Kuasapadasyafturbin

Kuasayangdihasilkanolehroda

𝜂�|�t =𝑃wxy

𝜌𝑄𝑢 𝑣^ − 𝑢 1 + 𝑘 ∙ cos 180 − 𝜃

Overallefficiency

𝜂w =Kuasapadasyaf

Kuasadaripadawaterjet

𝜂w =𝑃wxy

𝜌𝑔𝑄 ∙ 𝐻|}}

ASPEKREKABENTUKRODAPELTONHalajujetpadainlet:

𝑣^ = 𝑐� 2𝑔𝐻

𝑐�:0.95-0.98HalajurodaPelton:

𝑢 = 𝑘 2𝑔𝐻 = 𝜙 2𝑔𝐻

𝜙:0.42-0.48Nisbahjet,.m:Ditakrifkansebagaiperbandingandiantaradiameterrodadandiameterjet.

𝑚 =𝐷ct||�𝐷�|y

mdiantara11–16.Kebiasaannyaialah12.

Jumlahjetdanroda:

𝐽𝑒𝑡𝑅𝑜𝑑𝑎

=𝑄ywy��

𝑄x{yx�^�|y

Kebiasaannya,1jetsaturoda.Secarateorinya,maksimum6jetuntuksaturoda.Jumlahsauk(bucket):Jumlahsaukmestilahtepatagarairsentiasadiambilolehsauk.Inimembuatkankecekapanmenghampirisatu.

𝑍 = 15 +𝐷]wv�2𝐷�|y