Question Detail

Penstock in a hydroelectric power plant is

Options

Option A: A pipe connected to runner outlet
Option B: Nozzle that release high pressure water on turbine blades
Option C: A conduit connecting forebay to scroll case of turbine
Option D: A pipe connecting surge tank to dam

Correct Answer

A conduit connecting forebay to scroll case of turbine

Solution & Explanation

{"type":"technical","methodBadge":"Concept & Principle","explanation":"A penstock is a large-diameter pipe or conduit used in hydroelectric power plants to transport water from the reservoir or forebay to the turbine's scroll case. It is designed to withstand high internal pressure, as it converts the potential energy of the stored water into kinetic energy required for power generation.","workingPrinciple":"Water from the high-elevation reservoir flows through the penstock due to gravity. As water descends, its potential energy is converted into pressure and kinetic energy, which is then directed through the scroll case into the turbine runner to rotate the shaft of the electrical generator.","diagramSvg":"ForebayTurbinePenstock","keyFormulas":["$P = \\rho g H$","$V = \\sqrt{2gH}$"],"keyPoints":["Penstocks are typically made of steel or reinforced concrete to handle high pressure.","Water hammer effect is a critical concern, necessitating surge tanks to prevent pipe rupture.","The diameter is sized to minimize head loss due to friction."],"advantages":["High efficiency in energy transfer.","Capable of handling significant pressure heads."],"disadvantages":["Vulnerable to water hammer pressure surges.","High construction and material costs."],"applications":["High-head hydroelectric power plants.","Pumped storage systems."],"comparisonTable":[],"additionalInfo":["A surge tank is often placed between the forebay and the turbine to mitigate pressure fluctuations.","Option A refers to a draft tube, which is located after the runner. Option B refers to a nozzle, commonly used in Impulse turbines like Pelton wheels, not the conduit itself."],"answer":"C is correct — A penstock serves as the primary conduit directing water from the upstream reservoir/forebay to the power-generating turbine.","correctedOptions":["A pipe connected to runner outlet","Nozzle that release high pressure water on turbine blades","A conduit connecting forebay to scroll case of turbine","A pipe connecting surge tank to dam"],"coreConcepts":["Hydroelectric Power Generation","Potential Energy to Kinetic Energy Conversion","Fluid Dynamics in Conduits"],"crossTopicTip":"Remember: Draft Tube (after turbine) vs. Penstock (before turbine). Draft tubes recover kinetic energy; penstocks deliver potential energy."}

Question (Hindi)

हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट में पेनस्टॉक है

Options (Hindi)

Option A: रनर आउटलेट से जुड़ा एक पाइप
Option B: नोजल जो टरबाइन ब्लेड पर उच्च दबाव वाला पानी छोड़ता है
Option C: फोरबे (forebay) को टरबाइन के स्क्रॉल केस से जोड़ने वाली एक नली
Option D: सर्ज टैंक को बांध से जोड़ने वाला एक पाइप

Solution & Explanation (Hindi)

{"type":"तकनीकी","methodBadge":"अवधारणा और सिद्धांत","explanation":"पेनस्टॉक एक बड़े व्यास वाला पाइप या नली है जिसका उपयोग हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट में पानी को जलाशय या फोरबे (forebay) से टरबाइन के स्क्रॉल केस तक ले जाने के लिए किया जाता है। इसे उच्च आंतरिक दबाव को झेलने के लिए डिज़ाइन किया गया है, क्योंकि यह जमा हुए पानी की स्थितिज ऊर्जा (potential energy) को विद्युत उत्पादन के लिए आवश्यक गतिज ऊर्जा (kinetic energy) में परिवर्तित करता है।","workingPrinciple":"उच्च ऊंचाई वाले जलाशय से पानी गुरुत्वाकर्षण के कारण पेनस्टॉक के माध्यम से प्रवाहित होता है। जैसे-जैसे पानी नीचे आता है, इसकी स्थितिज ऊर्जा दबाव और गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है, जिसे फिर स्क्रॉल केस के माध्यम से टरबाइन रनर में निर्देशित किया जाता है ताकि विद्युत जनरेटर के शाफ्ट को घुमाया जा सके।","diagramSvg":"ForebayTurbinePenstock","keyFormulas":["$P = \\rho g H$","$V = \\sqrt{2gH}$"],"keyPoints":["उच्च दबाव को संभालने के लिए पेनस्टॉक आमतौर पर स्टील या प्रबलित कंक्रीट (reinforced concrete) से बने होते हैं।","वाटर हैमर प्रभाव एक महत्वपूर्ण चिंता है, जिसके लिए पाइप को फटने से बचाने के लिए सर्ज टैंक की आवश्यकता होती है।","घर्षण के कारण हेड लॉस को कम करने के लिए इसका व्यास निर्धारित किया जाता है।"],"advantages":["ऊर्जा हस्तांतरण में उच्च दक्षता।","महत्वपूर्ण दबाव शीर्ष (pressure heads) को संभालने में सक्षम।"],"disadvantages":["वाटर हैमर दबाव के झटकों के प्रति संवेदनशील।","उच्च निर्माण और सामग्री लागत।"],"applications":["हाई-हेड हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट।","पंप स्टोरेज सिस्टम।"],"comparisonTable":[],"additionalInfo":["दबाव के उतार-चढ़ाव को कम करने के लिए अक्सर फोरबे और टरबाइन के बीच एक सर्ज टैंक रखा जाता है।","विकल्प A ड्राफ्ट ट्यूब को संदर्भित करता है, जो रनर के बाद स्थित होता है। विकल्प B नोजल को संदर्भित करता है, जिसका उपयोग आमतौर पर पेल्टन व्हील जैसे इम्पल्स टरबाइन में किया जाता है, न कि स्वयं नली के लिए।"],"answer":"C सही है — पेनस्टॉक एक प्राथमिक नली के रूप में कार्य करता है जो पानी को अपस्ट्रीम जलाशय/फोरबे से बिजली पैदा करने वाले टरबाइन तक पहुँचाता है।","correctedOptions":["रनर आउटलेट से जुड़ा एक पाइप","नोजल जो टरबाइन ब्लेड पर उच्च दबाव वाला पानी छोड़ता है","फोरबे को टरबाइन के स्क्रॉल केस से जोड़ने वाली एक नली","सर्ज टैंक को बांध से जोड़ने वाला एक पाइप"],"coreConcepts":["हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर जनरेशन","स्थितिज ऊर्जा का गतिज ऊर्जा में रूपांतरण","नली में द्रव गतिकी (Fluid Dynamics)"],"crossTopicTip":"याद रखें: ड्राफ्ट ट्यूब (टरबाइन के बाद) बनाम पेनस्टॉक (टरबाइन से पहले)। ड्राफ्ट ट्यूब गतिज ऊर्जा को पुनः प्राप्त करते हैं; पेनस्टॉक स्थितिज ऊर्जा प्रदान करते हैं।"}

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