Лестер Аллан Пелтон
американский инженер-механик

Лестер Аллен Пелтон
Пелтон, ок. 1880 г.
Рожденный5 сентября 1829 г.
Вермиллион, Огайо , США
Умер14 марта 1908 г. (78 лет) ( 1908-03-15 )
Окленд, Калифорния , США
ЗанятиеИзобретатель
НаградыМедаль Эллиота Крессона (1895)

Лестер Аллан Пелтон (5 сентября 1829 г. — 14 марта 1908 г.) — американский изобретатель , внесший значительный вклад в развитие гидроэлектроэнергии и гидроэнергетики на американском Диком Западе, а также во всем мире. В конце 1870-х годов он изобрел водяное колесо Пелтона , на тот момент самую эффективную конструкцию импульсной водяной турбины . Признанный одним из отцов гидроэлектроэнергии, он был награжден медалью Эллиотта Крессона при жизни и является членом Национального зала славы изобретателей . [1]

Ранний период жизни

Лестер А. Пелтон родился в бревенчатой ​​хижине [2] в сельской местности Вермилион Твп., округ Эри, штат Огайо . [3] Его дед, капитан Джозайя Пелтон, который потерял большую часть своего имущества как морской капитан во время войны 1812 года, вскоре перевёз свою семью в Огайо. [3] [4] Отцом Лестера был Аллен Пелтон, [3] а матерью — Фанни Каддебак, из другой местной семьи первых пионеров. В детстве Лестер работал на ферме своей семьи и, вероятно, посещал близлежащую начальную школу «Каддебак». [5]

В 1850 году молодой Пелтон вместе с несколькими другими местными мужчинами эмигрировал из Огайо, чтобы принять участие в Калифорнийской золотой лихорадке . Он не добился успеха как золотоискатель, но он ловил рыбу в реке Сакраменто и продавал свой улов на месте; он работал на деревообработке и плотницком деле. В 1860 году, после обнаружения золота в близлежащей Сьерра-Неваде, он переехал в Кэмптонвилл — недалеко от реки Юба и калифорнийской Материнской жилы — где зарабатывал на жизнь как слесарь и плотник . Пелтон проводил большую часть своего времени за чтением и наблюдением за горнодобывающей деятельностью; его работа и учеба дали ему важные знания о горнодобывающем оборудовании и процессах, а также связанных с ними инженерных принципах. [6]

Изобретение колеса Пелтона

Рисунок из оригинального патента Пелтона (октябрь 1880 г.)
Колесо Пелтона, около 1880 г., построено компанией Miners Foundry, Невада-Сити

Идеи Пельтона по усовершенствованию турбинного водяного колеса возникли в результате его исследований горнодобывающего оборудования и операций в стране золотой лихорадки в Калифорнии. Ниже приведены краткие описания местной технологии, которую наблюдал Пельтон, и науки, с помощью которой его турбинное водяное колесо извлекает кинетическую энергию из текущего горного потока...

Паровое тепло обеспечивало большую часть местной горнодобывающей деятельности, но требовало много древесины в качестве топлива; близлежащие леса регулярно уничтожались. Турбинные водяные колеса также использовались для подачи энергии, но они были неэффективны в преобразовании кинетической энергии горных потоков в лошадиные силы. DP Stern сообщает: «Согласно статье 1939 года У. Ф. Дюрана из Стэнфордского университета по машиностроению, изобретение Пелтона началось со случайного наблюдения где-то в 1870-х годах. Пелтон наблюдал за вращающейся водяной турбиной, когда ключ, удерживающий ее колесо на валу, соскользнул, в результате чего она сместилась. Вместо того чтобы струя ударяла по чашкам в их середине, соскальзывание заставило ее ударить около края; вместо того чтобы поток воды останавливался, он теперь отклонялся в полукруг, выходя снова с обратным направлением. Удивительно, но теперь турбина вращалась быстрее. Это было великое открытие Пелтона. В других турбинах струя ударяла в середину чашки, и брызги ударяющейся воды тратили энергию впустую». [6]

Экспериментируя и моделируя, Пелтон улучшил эффективность колеса Найта (ранее разработанного Knight Foundry в соседнем Саттер-Крик ). Колесо Найта получало струю потока немного смещенную от центра и под углом в одну чашу турбины. В качестве альтернативы колесо Пелтона — путем развертывания разделенной двойной чашки (по сути, двух чашек рядом), а затем разделения падающей струи воды непосредственно на общую лопасть двойной чашки — захватывало кинетическую энергию потока более эффективно. Было два основных результата конструкции Пелтона: она закрепила введение новой физической науки в древние человеческие поиски по развитию гидроэнергетики, т. е. науки импульсной турбины в отличие от реактивной турбины; и она произвела революцию в использовании турбин, приспособленных для мест с высоким напором (т. е. энергии возвышения). До появления Пельтона почти все водяные турбины представляли собой реактивные машины, приводимые в действие давлением или напором воды , в то время как колесо Пельтона приводилось в действие кинетической энергией высокоскоростной струи воды , которую можно было легко получить из небольшого горного ручья. [6]

Строительство колеса Пелтона

В конце 1870-х годов Пелтон смоделировал, испытал и изготовил свое первое турбинное колесо, названное Pelton Runner — позже ссылаясь только на импульсные лопасти — на литейном заводе Miners Foundry в Невада-Сити, Калифорния . [7] В 1878 году на шахте Mayflower в Невада-Сити он установил первое рабочее колесо Пелтона. В то время колесо Knight Foundry продавалось как стандарт отрасли, но в соревновании лицом к лицу, организованном в 1883 году на шахте Idaho в соседней Грасс-Вэлли , конструкция Пелтона оказалась намного более эффективной. [8] Конструкция Пелтона обеспечивала 90-процентную эффективность (преобразования кинетической энергии потока в лошадиные силы), в то время как следующий лучший конкурент достигал менее 77 процентов — в то время, когда большинство существующих водяных колес обычно оценивались менее чем в 40 процентов. [1] [6]

Колесо Пелтона также обеспечивало постоянную мощность в условиях (типичного) низкого расхода воды в горном ручье. В 1887 году шахтер прикрепил колесо Пелтона к динамо-машине и выработал первую гидроэлектростанцию ​​в Сьерра-Неваде . [ требуется цитата ]

В 1895 году крупнейшая установка колеса Пелтона при его жизни была завершена на электростанции рудника Норт-Стар в Грасс-Вэлли, Калифорния, инженером Артуром ДеВинтом Футом , который спроектировал и установил колесо увеличенного размера диаметром 30 футов; оно успешно сработало, значительно увеличив гидроэнергию, вырабатываемую рабочими колесами Пелтона для производства сжатого воздуха для горнодобывающих работ. [ необходима ссылка ]

Пелтон запатентовал свое колесо, а также свою новую конструкцию двухчашечного рабочего колеса и в 1888 году основал компанию Pelton Water Wheel Company в Сан-Франциско, чтобы удовлетворить растущий спрос на гидроэнергию и гидроэлектроэнергию на Западе и во всем мире. [6] «Pelton» — это торговая марка продукции этой компании, но этот термин широко используется в общем для аналогичных импульсных турбин. [ требуется ссылка ]

Смерть, наследие и награды

Памятник Пелтону в Кэмптонвилле, Калифорния.

Пелтон умер в Калифорнии в возрасте семидесяти восьми лет и похоронен на 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 Эллиотта Крессона , впоследствии переименованной в медаль Бенджамина Франклина , за достижения Пелтона в области изобретений в области технологий. В 2006 году он был посмертно включен в Национальный зал славы изобретателей в Александре , штат Вирджиния , ранее в Акроне , штат Огайо. [1] В честь Пелтона и его «бегуна» установлены мемориалы и памятники в Кэмптонвилле, штат Калифорния, в литейном заводе шахтеров в Невада-Сити , штат Калифорния, в Смитсоновском музее в Вашингтоне, округ Колумбия , на курорте «Калифорния» в Диснейленде в Анахайме и других местах. [7]

В 1958 году актер Уильям Хадсон был выбран на роль Пелтона в эпизоде ​​«Колесо фортуны» в синдицированном телевизионном антологическом сериале « Дни Долины Смерти» , ведущим которого был Стэнли Эндрюс . Эпизод посвящен разработке Пелтоном принципов гидравлической добычи полезных ископаемых. [9] [ ненадежный источник? ]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc "Lester Allen Pelton". Зал славы / Профиль изобретателя . Национальный зал славы изобретателей. Архивировано из оригинала 19 декабря 2012 г. Получено 29 июля 2011 г.
  2. ↑ Земельные акты округа Гурон, штат Огайо, 1815–1838 гг.
  3. ^ abc Генеалогия семьи Пелтон в Америке; 1892, Дж. М. Пелтон
  4. ^ (губернатор) записи о налоговых правонарушениях округа Гурон, штат Огайо, 1826 г.
  5. ^ "Лестер Аллан Пелтон: отец гидроэлектроэнергии". Ричард Нил "Рич" Таррант . Получено 29 июля 2011 г.
  6. ^ abcde "Planetary Gravity-Assist and the Pelton Turbine". Phy6.org . Дэвид П. Стерн . Получено 28 июля 2011 г. .
  7. ^ ab "Miners Foundry – Allans Machine Shop Founded 1856". hmdb.org . База данных исторических маркеров . Получено 26 июля 2011 г. .
  8. ^ "Knight Foundry and Sutter Creek". Sierra Nevada Virtual Museum. Архивировано из оригинала 23 июля 2011 г. Получено 28 июля 2011 г.
  9. ^ "Колесо фортуны в дни Долины Смерти". База данных фильмов в Интернете . Получено 30 декабря 2018 г.
  • Медиа, связанные с Лестером Алланом Пелтоном на Wikimedia Commons
  • Вводная математика турбин
  • Официальный сайт шахты North Star и музея Powerhouse & Pelton Wheel
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Лестер_Аллан_Пелтон&oldid=1271909740"