निम्नलिखित में से कौन सा आवेग टरबाइन (impulse turbine) का उदाहरण है?

Question

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D: पेल्टन व्हील

Explanation & Concepts:
पेल्टन व्हील आवेग टरबाइन का एक उत्कृष्ट उदाहरण है जहाँ पानी की संपूर्ण दबाव ऊर्जा को नोजल में गतिज ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। परिणामी उच्च-वेग वाली पानी की धारा वायुमंडलीय दबाव पर रनर की बाल्टियों (buckets) से टकराती है, जिससे आवेग बल के माध्यम से घूर्णन होता है।

Working Principle: उच्च शीर्ष जलाशय से पानी एक पेनस्टॉक से होकर गुजरता है और एक उच्च-वेग वाली जेट बनाने के लिए नोजल के माध्यम से त्वरित किया जाता है। यह जेट पेल्टन रनर की विभाजित बाल्टियों से टकराता है, जो व्हील को घुमाने वाला एक आवेग बल पैदा करके गतिज ऊर्जा को यांत्रिक कार्य में परिवर्तित करता है। रनर ब्लेड पर परस्पर क्रिया के दौरान दबाव वायुमंडलीय ही रहता है।

Key Formulas: $P = \frac{1}{2} \rho A v^3$ — जेट में उपलब्ध शक्ति; $F = \rho a V (V_w1 + V_w2)$ — बाल्टियों पर जेट द्वारा लगाया गया बल

Key Points: उच्च शीर्ष (high head) और कम डिस्चार्ज स्थितियों में संचालित होता है।; रनर के इनलेट और आउटलेट पर दबाव वायुमंडलीय होता है।; रनर हवा में घूमता है, और पानी वायुमंडलीय दबाव पर बहता है।

Advantages: लोड की एक विस्तृत श्रृंखला पर उच्च दक्षता।; वायुमंडलीय संचालन के कारण आसान रखरखाव।

Disadvantages: प्रभावी संचालन के लिए बहुत उच्च शीर्ष की आवश्यकता होती है।; प्रतिक्रिया टरबाइन (reaction turbines) की तुलना में दी गई बिजली उत्पादन के लिए बड़ा आकार।

Applications: उच्च शीर्ष जलविद्युत संयंत्र।; छोटे पैमाने पर ऑफ-ग्रिड जलविद्युत उत्पादन।

Additional Info: पेल्टन व्हील विशेष रूप से उच्च शीर्ष (आमतौर पर > 200 मीटर) के लिए डिज़ाइन किया गया है।. फ्रांसिस और कपलान टरबाइन प्रतिक्रिया टरबाइन हैं, जहाँ ब्लेड से गुजरते समय पानी का दबाव कम हो जाता है।

Answer: D सही है — पेल्टन व्हील उच्च-शीर्ष, कम-प्रवाह अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाने वाला सबसे उपयुक्त आवेग टरबाइन है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें: आवेग = रनर ब्लेड पर वायुमंडलीय दबाव; प्रतिक्रिया = रनर ब्लेड पर दबाव में गिरावट।

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Option A: प्रोपेलर टरबाइन

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Option B: फ्रांसिस टरबाइन

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Option C: कपलान टरबाइन

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