ਪਣ ਟਰਬਾਈਨ

ਪਣ ਟਰਬਾਈਨ ਇੱਕ ਘੁੰਮਣ ਵਾਲੀ ਮਸ਼ੀਨ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਜਿਹੜੀ ਕਿ ਪਾਣੀ ਦੀ ਗਤਿਜ ਊਰਜਾ ਅਤੇ ਸਥਿਤਿਜ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਯੰਤਰਿਕ ਊਰਜਾ ਜਾਂ ਮਕੈਨੀਕਲ ਕੰਮ ਵਿੱਚ ਬਦਲਦੀ ਹੈ।

ਪਾਣੀ ਵਾਲੀਆਂ ਟਰਬਾਈਨਾਂ ਦਾ ਨਿਰਮਾਣ 19ਵੀਂ ਸ਼ਤਾਬਦੀ ਵਿੱਚ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ ਅਤੇ ਇਹਨਾਂ ਦਾ ਇਸਤੇਮਾਲ ਬਿਜਲਈ ਗਰਿੱਡਾਂ ਵਿੱਚ ਉਦਯੋਗਿਕ ਕੰਮਾਂ ਲਈ ਕੀਤਾ ਜਾਣ ਲੱਗਾ ਸੀ। ਅੱਜਕੱਲ੍ਹ ਇਹਨਾਂ ਦਾ ਇਸਤੇਮਾਲ ਮੁੱਖ ਤੌਰ 'ਤੇ ਬਿਜਲਈ ਊਰਜਾ ਦੇ ਨਿਰਮਾਣ ਲਈ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਪਣ ਟਰਬਾਈਨਾਂ ਪਣ ਬਿਜਲੀ ਬਣਾਉਣ ਵਾਲੇ ਡੈਮਾਂ ਵਿੱਚ ਵਰਤੀਆਂ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ ਜਿਹੜੀਆਂ ਕਿ ਪਾਣੀ ਦੀ ਸਥਿਤਿਜ ਅਤੇ ਗਤਿਜ ਊਰਜਾ ਤੋਂ ਬਿਜਲੀ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਮੁੱਖ ਭੂਮਿਕਾ ਅਦਾ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ।

ਕਾਰਜ ਦੇ ਸਿਧਾਂਤ

ਵਹਿ ਰਹੇ ਪਾਣੀ ਨੂੰ ਟਰਬਾਈਨ ਦੇ ਧਾਵਕ (ਘੁੰਮਣ ਵਾਲਾ ਹਿੱਸਾ) ਉੱਤੇ ਸੁੱਟਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਟਰਬਾਈਨ ਦੇ ਬਲੇਡਾਂ ਉੱਪਰ ਇੱਕ ਬਲ ਲੱਗਦਾ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਧਾਵਕ ਘੁੰਮਣ ਲੱਗਦਾ ਹੈ ਤਾਂ ਇਹ ਬਲ ਬਲੇਡਾਂ ਉੱਪਰ ਲਗਾਤਾਰ ਲੱਗਦਾ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਟਰਬਾਈਨਾਂ ਦੇ ਜ਼ਰੀਏ ਊਰਜਾ ਪਾਣੀ ਦੇ ਵਹਾਅ ਤੋਂ ਯੰਤਰਿਕ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।

ਪਣ ਟਰਬਾਈਨਾਂ ਨੂੰ ਬਣਤਰ ਦੇ ਅਧਾਰ ਤੇ ਦੋ ਹਿੱਸਿਆਂ ਵਿੱਚ ਵੰਡਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ; ਰੀਐਕਸ਼ਨ ਟਰਬਾਈਨਾਂ ਅਤੇ ਇੰਮਪਲਸ ਟਰਬਾਈਨਾਂ।

ਪਣ ਟਰਬਾਈਨ ਦੇ ਬਲੇਡਾਂ ਦੀ ਬਿਲਕੁਲ ਸਟੀਕ ਬਣਤਰ ਪਾਣੀ ਦੇ ਵਹਾਅ ਦੇ ਦਬਾਅ,ਅਤੇ ਚੁਣੇ ਗਏ ਪ੍ਰੇਰਕ (impeller) ਦੀ ਕਿਸਮ ਉੱਪਰ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦੀ ਹੈ।

ਪ੍ਰਤੀਕਰਮ (ਰੀਐਕਸ਼ਨ) ਟਰਬਾਈਨਾਂ (Reaction turbines)

ਰੀਐਕਸ਼ਨ ਟਰਬਾਈਨਾਂ ਉਸ ਪਾਣੀ ਦੇ ਵਹਾਅ ਲਈ ਵਰਤੀਆਂ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਟਰਬਾਈਨ ਵਿੱਚੋਂ ਲੰਘਣ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਪਾਣੀ ਦਾ ਦਬਾਅ ਬਦਲ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਉਸਦੀ ਸਾਰੀ ਊਰਜਾ ਖ਼ਤਮ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਟਰਬਾਈਨਾਂ ਪਾਣੀ ਦੇ ਦਬਾਅ ਨੂੰ ਬੰਦ ਰੱਖਣ ਲਈ ਢਕੀਆਂ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ ਜਾਂ ਪਾਣੀ ਦੇ ਵਹਾਅ ਵਿੱਚ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਡੁੱਬੀਆਂ ਹੋਈਆਂ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ।

ਨਿਊਟਨ ਦਾ ਤੀਜਾ ਨਿਯਮ ਰੀਐਕਸ਼ਨ ਟਰਬਾਈਨਾਂ ਵਿੱਚ ਊਰਜਾ ਦੀ ਤਬਦੀਲੀ ਨੂੰ ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ।

ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਵਰਤੋਂ ਵਿੱਚ ਆਉਣ ਵਾਲੀਆਂ ਪਣ ਟਰਬਾਈਨਾਂ ਰੀਐਕਸ਼ਨ ਟਰਬਾਈਨਾਂ ਹੀ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ ਜਿਹਨਾਂ ਦਾ ਇਸਤੇਮਾਲ ਘੱਟ (<30 m or 100 ft) ਅਤੇ ਮਧਿਅਮ (30–300 m or 100–1,000 ft) ਉਚਾਈਆਂ ਲਈ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

ਰੀਐਕਸ਼ਨ ਟਰਬਾਈਨਾਂ ਵਿੱਚ ਦਬਾਅ ਦੋਵਾਂ ਸਥਿਰ ਅਤੇ ਘੁੰਮਦੇ ਹੋਏ ਬਲੇਡਾਂ ਵਿੱਚ ਘਟਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਟਰਬਾਈਨਾਂ ਡੈਮ ਅਤੇ ਵੱਡੇ ਪਾਵਰ ਪਲਾਂਟਾਂ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਵੱਡੇ ਪੱਧਰ ਤੇ ਵਰਤੀਆਂ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ।

ਇੰਮਪਲਸ ਟਰਬਾਈਨਾਂ

ਇੰਮਪਲਸ ਟਰਬਾਈਨਾਂ ਪਾਣੀ ਦੀ ਧਾਰਾ ਦੀ ਗਤੀ ਨੂੰ ਹੌਲੀ ਕਰ ਦਿੰਦੀਆਂ ਹਨ। ਧਾਰਾ ਟਰਬਾਈਨ ਦੇ ਟੇਢੇ ਬਲੇਡਾਂ ਨੂੰ ਧੱਕਾ ਮਾਰਦੀ ਰਹਿੰਦੀ ਹੈ ਜਿਸ ਨਾਲ ਵਹਾਅ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਬਦਲ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਬਦਲ ਰਹੇ ਵੇਗ (ਇੰਮਪਲਸ) ਨਾਲ ਟਰਬਾਈਨਾ ਦੇ ਬਲੇਡਾਂ ਉੱਪਰ ਬਲ ਲੱਗਦਾ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਟਰਬਾਈਨ ਘੁੰਮਣ ਲੱਗਦੀ ਹੈ ਬਲ ਕੁਝ ਹੋਰ ਦੂਰੀ ਤੇ ਲੱਗਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਪਾਣੀ ਦਾ ਵਹਾਅ ਖੱਬੇ ਵੱਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਊਰਜਾ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਰਹਿ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਇੰਮਪਲਸ ਟਰਬਾਈਨਾਂ ਵਿੱਚ ਤਰਲ ਦਾ ਦਬਾਅ ਜਿਹੜਾ ਕਿ ਰੋਟਰ ਦੇ ਬਲੇਡਾਂ ਉੱਪਰ ਲੱਗਦਾ ਹੈ, ਲਗਾਤਾਰ ਇੱਕਸਾਰ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਸਾਰਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੋਣ ਵਾਲਾ ਕਾਰਜ ਤਰਲ ਦੀ ਗਤਿਜ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲਾਅ ਦੇ ਕਾਰਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।

ਟਰਬਾਈਨ ਦੇ ਬਲੇਡਾਂ ਨਾਲ ਟਕਰਾਉਣ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਪਾਣੀ ਦਾ ਦਬਾਅ (ਸਥਿਤਿਜ ਊਰਜਾ) ਨੂੰ ਇੱਕ ਨੌਜ਼ਲ ਦੁਆਰਾ ਗਤਿਜ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਟਰਬਾਈਨ ਉੱਪਰ ਕੇਂਦਰਿਤ ਕਰ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਟਰਬਾਈਨ ਦੇ ਬਲੇਡਾਂ ਉੱਪਰ ਦਬਾਅ ਵਿੱਚ ਕੋਈ ਬਦਲਾਅ ਨਹੀਂ ਆਉਂਦਾ, ਅਤੇ ਟਰਬਾਈਨ ਨੂੰ ਕੰਮ ਕਰਨ ਲਈ ਢਕਣ ਦੀ ਜ਼ਰੂਰਤ ਨਹੀਂ ਪੈਂਦੀ।

ਨਿਊਟਨ ਦਾ ਦੂਜਾ ਨਿਯਮ ਇੰਮਪਲਸ ਟਰਬਾਈਨਾਂ ਵਿੱਚ ਊਰਜਾ ਦੇ ਦਬਾਅ ਨੂੰ ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ।

ਇੰਮਪਲਸ ਟਰਬਾਈਨਾਂ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਬਹੁਤ ਉਚਾਈ ਤੋਂ ਪਾਣੀ ਦੇ ਵਹਾਅ (>300m/1000 ft) ਲਈ ਵਰਤੀਆਂ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ।

ਪਾਵਰ

ਪਾਣੀ ਦੀ ਧਾਰਾ ਤੋਂ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੋਣ ਵਾਲੀ ਪਾਵਰ ਹੈ;

$P=\eta \cdot \rho \cdot g\cdot h\cdot {\dot {q}}$

ਜਿੱਥੇ:

$P=$ ਪਾਵਰ (J/s ਜਾਂ ਵਾਟ)
$\eta =$ ਟਰਬਾਈਨ ਦੀ ਸਮਰੱਥਾ
$\rho =$ ਪਾਣੀ ਦੀ ਘਣਤਾ (kg/m³)
$g=$ ਗੁਰੂਤਾਕਰਸ਼ਨ ਦਾ ਵੇਗ (9.81 m/s²)
$h=$ ਉਚਾਈ ਮੀਟਰਾਂ ਵਿੱਚ। ਸਥਿਰ ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ, ਇਹ ਪਾਣੀ ਦੇ ਅੰਦਰ ਆਉਣ ਤੇ ਬਾਹਰ ਜਾਣ ਦੇ ਤਲ ਵਿਚਲਾ ਫ਼ਰਕ ਹੈ। ਕੁੱਲ ਉਚਾਈ ਦਬਾਅ ਉਚਾਈ ਅਤੇ ਗਤਿਜ ਉਚਾਈ ਦਾ ਜੋੜ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
${\dot {q}}$ = ਵਹਾਅ ਦੀ ਦਰ (m³/s) ਹੈ।

ਪਣ ਟਰਬਾਈਨ ਦੀਆਂ ਕਿਸਮਾਂ

ਰੀਐਕਸ਼ਨ ਟਰਬਾਈਨਾਂ:

ਇੰਮਪਲਸ ਟਰਬਾਈਨਾਂ:

ਰਨਅਵੇ ਗਤੀ

ਰਨਅਵੇ ਗਤੀ ਉਹ ਗਤੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਪਾਣੀ ਦੇ ਪੂਰੇ ਵਹਾਅ ਵਿੱਚ ਪਣ ਟਰਬਾਈਨ ਦੀ ਗਤੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਜਦੋਂ ਟਰਬਾਈਨ ਨਾਲ ਕੋਈ ਸ਼ਾਫ਼ਟ ਨਹੀਂ ਲੱਗੀ ਹੁੰਦੀ। ਟਰਬਾਈਨ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਨਾਲ ਬਣਾਈ ਗਈ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਕਿ ਉਹ ਇਸ ਗਤੀ ਦੇ ਯੰਤਰਿਕ ਬਲ ਨੂੰ ਸਹਿ ਸਕੇ। ਟਰਬਾਈਨ ਬਣਾਉਣ ਵਾਲੀ ਕੰਪਨੀ ਇਸ ਰਨਅਵੇ ਗਤੀ ਦੀ ਦਰ ਦੱਸਦੀ ਹੈ।

ਪਾਣੀ ਦੀ ਉਚਾਈਆਂ ਲਈ ਟਰਬਾਈਨਾਂ

• ਪਾਣੀ ਚੱਕਰ
• ਸਕਰਿਊ ਟਰਬਾਈਨ
• ਵੀ.ਐਲ.ਐਚ. ਟਰਬਾਈਨ
• ਕਾਪਲਾਨ ਟਰਬਾਈਨ
• ਫ਼ਰਾਂਸਿਸ ਟਰਬਾਈਨ
• ਪੈਲਟਨ ਚੱਕਰ
• ਟਰਗੋ ਟਰਬਾਈਨ

0.2 < H < 4 (H = ਉਚਾਈ ਮੀਟਰਾਂ ਵਿੱਚ)
1 < H < 10
1.5 < H < 4.5
2 < H < 70
10 < H < 300^[1]
80 < H < 1600
50 < H < 250

ਹਵਾਲੇ

↑ Francis hydro turbines

[1] Francis hydro turbines

[1]