Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Лестер Аллен Пелтон
ETH-BIB-Pelton, Lester Allen (1829-1908) -Portrait-Portr 01503.tif (обрезано) .jpg
Рожденный5 сентября 1829 г.
Вермиллион, Огайо
Умер14 марта 1908 г. (78 лет) ( 1908-03-15 )
Окленд, Калифорния
ЗанятиеИзобретатель
НаградыМедаль Эллиота Крессона (1895 г.)

Лестер Аллан Пелтон (5 сентября 1829 - 14 марта 1908) был американским изобретателем , внесшим значительный вклад в развитие гидроэнергетики и гидроэнергетики как на Старом Западе Америки, так и во всем мире. В конце 1870-х годов он изобрел водяное колесо Пелтона , на тот момент наиболее эффективную конструкцию импульсной водяной турбины . Признанный одним из отцов гидроэнергетики, он при жизни был награжден медалью Эллиота Крессона и внесен в Национальный зал славы изобретателей . [1]

Ранняя жизнь [ править ]

Лестер А. Пелтон родился в бревенчатой ​​хижине [2] в сельской местности Вермилион, округ Эри, штат Огайо . [3] Его дед, капитан Джозия Пелтон, потерявший большую часть своего имущества в качестве капитана дальнего плавания во время войны 1812 года, вскоре позже привез свою семью в Огайо. [3] [4] Отцом Лестера был Аллен Пелтон [3], а его матерью была Фанни Каддебэк из другой местной семьи первых пионеров. В детстве Лестер работал на семейной ферме и, вероятно, посещал близлежащую начальную школу «Каддбэк». [5]

В 1850 году молодой Пелтон вместе с несколькими другими местными мужчинами эмигрировал из Огайо, чтобы участвовать в калифорнийской золотой лихорадке . Он не добился успеха в качестве золотодобытчика, но он ловил рыбу на реке Сакраменто и продавал свой улов на местном уровне; Он работал в деревообрабатывающей и столярной мастерской. В 1860 году, после золотых забастовок в соседней Сьерра-Неваде, он переехал в Камптонвилль, недалеко от реки Юба и в Калифорнии, где находился родной край, где он зарабатывал на жизнь слесарем и плотником.. Пелтон проводил много времени за чтением и наблюдением за горнодобывающей деятельностью; его работа и учеба позволили ему получить критические знания о горном оборудовании и процессах, а также связанных с ними инженерных принципах. [6]

Изобретение колеса Пелтона [ править ]

Основная статья: колесо Пелтона
Рисунок из оригинального патента Пелтона (октябрь 1880 г.)
Колесо Пелтона, около 1880 года, построено на заводе Miners Foundry, штат Невада.

Идеи Пелтона по усовершенствованию водяного колеса турбины исходили из его исследований горнодобывающего оборудования и операций в стране золотой лихорадки Калифорнии. Далее следуют краткие описания местной технологии, наблюдаемой Пелтоном, и науки, с помощью которой его турбинное водяное колесо извлекает кинетическую энергию из бегущего горного ручья ...

Большая часть местных горнодобывающих предприятий приводилась в действие паром, но для топлива требовалось много древесины; близлежащие леса регулярно вырубались. Турбинные водяные колесатакже использовались для подачи энергии, но они были неэффективны в преобразовании кинетической энергии горных ручьев в лошадиные силы. Д. П. Стерн сообщает: «Согласно статье 1939 года У. Ф. Дюрана из Стэнфордского университета в области машиностроения, изобретение Пелтона началось с случайного наблюдения где-то в 1870-х годах. Пелтон наблюдал за вращающейся водяной турбиной, когда ключ, удерживающий его колесо на валу, соскользнул. , что привело к смещению струи. Вместо того, чтобы струя ударила по чашкам в их середине, из-за проскальзывания она попала ближе к краю; вместо того, чтобы остановить поток воды, он теперь отклонялся в полукруг, выходя снова с обратным Удивительно, но турбина теперь двигалась быстрее - это было великим открытием Пелтона.В других турбинах струя попадает в середину чашки, и брызги воды тратят впустую энергию ».[6]

Экспериментируя и моделируя, Пелтон улучшил эффективность Рыцарского колеса (разработанного ранее Knight Foundry в соседнем Саттер-Крик ). Колесо Найта получило струю потока немного смещенную от центра и под углом в единую чашку турбины. В качестве альтернативы, колесо Пелтона - путем развертывания раздельной двойной чашки (фактически две чашки рядом), а затем разделения падающей водяной струи непосредственно на общую лопасть двойной чашки - более эффективно улавливало кинетическую энергию потока. У проекта Пелтона было два основных результата: он объединил внедрение новой физической науки в поисках древних людей по развитию гидроэнергетики, т. Е. Науку об импульсах.турбина в отличие от реакционной турбины; и это произвело революцию в использовании турбин, адаптированных для участков с высоким напором (т. е. с высотной энергией). Перед Pelton, почти все водяные турбины была реакция машины на питании от давления воды, или голов , в то время как колеса Pelton было приведены в действии кинетической энергии высокочастотной скорости водной струи , который может быть удобно развитой из небольшого горного ручья. [6]

Создание колеса Пелтона [ править ]

В конце 1870-х годов Пелтон смоделировал, испытал и изготовил свое первое турбинное колесо, получившее название « Бегун Пелтона» - позже это относилось только к импульсным лопастям - на литейном заводе горняков в Невада-Сити, Калифорния . [7] В 1878 году на шахте Мэйфлауэр в Невада-Сити он установил первое рабочее колесо Пелтона. В то время колесо Knight Foundry продавалось как промышленный стандарт, но в очном соревновании, организованном в 1883 году на шахте Айдахо в соседней Грасс-Вэлли , конструкция Пелтона оказалась намного более эффективной. [8]Конструкция Пелтона обеспечивала 90-процентную эффективность (преобразования кинетической энергии речного потока в лошадиные силы), в то время как следующий лучший конкурент достиг менее 77 процентов - в то время как большинство существующих водяных колес обычно оценивали менее 40 процентов. [1] [6]

Колесо Пелтона также обеспечивало стабильную мощность в (типичных) условиях низкого расхода в горном ручье. В 1887 году шахтер прикрепил колесо Пелтона к динамо-машине и произвел первую гидроэлектростанцию в Сьерра-Неваде . [ необходима цитата ]

В 1895 году самая большая установка колеса Пелтона за всю его жизнь была произведена на шахте North Star Mine Powerhouse в Грасс-Вэлли, Калифорния, инженером Артуром Де Винт Футом , который спроектировал и установил колесо большого размера диаметром 30 футов; он работал успешно, значительно увеличивая гидроэнергетику, которую обеспечивают бегуны Пелтона для производства сжатого воздуха для горных работ. [ необходима цитата ]

Пелтон запатентовал свое колесо, а также свой новый дизайн бегунка с двумя чашами, и в 1888 году основал компанию Pelton Water Wheel Company в Сан-Франциско, чтобы удовлетворить растущий спрос на гидроэнергетику и гидроэлектроэнергию на Западе и во всем мире. [6] «Pelton» - это торговая марка продуктов этой компании, но этот термин широко используется в общем для подобных импульсных турбин. [ необходима цитата ]

Смерть, наследие и награды [ править ]

Пелтон умер в Калифорнии в возрасте семидесяти восьми лет и похоронен на своем семейном кладбище в Вермилионе, штат Огайо. Его конструкция Pelton Runner до сих пор используется для производства гидроэлектроэнергии в Соединенных Штатах и ​​во всем мире, как показано здесь . Более поздние конструкции, такие как турбина Turgo , впервые запатентованная в 1919 году, и турбина Banki были вдохновлены колесом Пелтона. [ необходима цитата ]

В 1895 году Институт Франклина в Филадельфии , штат Пенсильвания , наградил Лестера Пелтона медалью Эллиота Крессона , которая впоследствии была переименована в медаль Бенджамина Франклина , за достижения Пелтона в области технологических изобретений. В 2006 году он был посмертно занесен в Национальный зал славы изобретателей в Александре , штат Вирджиния , ранее - в Акроне , штат Огайо. [1] Есть мемориалы и памятники в честь Пелтона и Бегущего Пелтона, установленные в Камптонвлле, Калифорния, в литейной мастерской горняков в Невада-Сити., Калифорния, и в Смитсоновском музее в Вашингтоне, округ Колумбия , на курорте Калифорния в Диснейленде в Анахайме , среди других мест. [7]

В 1958 году актер Уильям Хадсон был отлит в Pelton в эпизоде «Колесо Фортуны» на синдицированного телевизионной серии антологии , Death Valley Days , устроенный Стэнли Эндрюс . Эпизод посвящен разработке Пелтоном принципов гидравлической добычи полезных ископаемых. [9] [ ненадежный источник? ]

См. Также [ править ]

  • Гидроэнергетика
  • Водяная турбина
  • Гидравлическая головка

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c "Лестер Аллен Пелтон" . Зал славы / Профиль изобретателя . Национальный зал славы изобретателей. Архивировано из оригинального 19 декабря 2012 года . Проверено 29 июля 2011 года .
  2. ↑ Земельные документы округа Гурон, штат Огайо, 1815–1838 гг.
  3. ^ a b c Генеалогия семьи Пелтон в Америке; 1892, Дж. М. Пелтон
  4. ^ (губернатор) отчеты об уплате налогов в округе Гурон, штат Огайо, 1826 г.
  5. ^ «Лестер Аллан Пелтон: отец гидроэнергетики» . Ричард Нил «Рич» Таррант . Проверено 29 июля 2011 года .
  6. ^ a b c d e "Планетарная гравитационная система и турбина Пелтона" . Phy6.org . Дэвид П. Стерн . Проверено 28 июля 2011 года .
  7. ^ a b «Горняцкая литейная - Машинный цех Алланса, основанный в 1856 году» . hmdb.org . База данных исторических маркеров . Проверено 26 июля 2011 года .
  8. ^ "Knight Foundry и Sutter Creek" . Виртуальный музей Сьерра-Невады. Архивировано из оригинала 23 июля 2011 года . Проверено 28 июля 2011 года .
  9. ^ "Колесо фортуны в дни Долины Смерти " . База данных Интернет-фильмов . Проверено 30 декабря 2018 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • СМИ, связанные с Лестером Алланом Пелтоном на Викискладе?
  • Вводная математика турбины
  • Официальный сайт The North Star Mine и Powerhouse & Pelton Wheel Museum (мертвая ссылка)