TURBINAS A VAPOR

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

TURBINAS A VAPOR
TURBINAS A VAPOR
O que são;
Componentes;
Como funcionam;
Vantagens e desvantagens;
Ciclo.
O que são
Figura 1 - Turbina à vapor Curtis (1905).
Figura 2 - Moderna turbina à vapor de uma 
usina termoelétrica
Componentes
Estator (roda fixa);
Rotor (roda móvel);
Expansor;
Palhetas;
Diafragmas;
Disco do rotor;
Tambor rotativo;
Coroa de palhetas;
Labirintos;
Deflectores de Óleo;
Carcaça;
Mancais de apoio
Mancais de escora
Válvulas de controle
Componentes
Figura 5 - Roda de turbina a vapor
Componentes
Figura 6 - Turbina “Tipo Francis”, utilizada na Hidrelétrica de Itaipu
Componentes
Figura 8 - Diafragma com anel de 
palheta
Figura 7 - Fixação das palhetas móveis
Figura 9 – Exemplo de Palhetas
Como funcionam
VAPOR
ENERGIA CINÉTICA
ENTALPIA
PRESSÃO
VOLUME ESPECÍICO
ENERGIA CINÉTICA
TEMPERATURA
Como funcionam
Energia Cinética
Trabalho Mecânico
AÇÃO
REAÇÃO
Figura 3 – Princípios de ação e reação
Figura 4 – Princípios de ação e reação
Vantagens
a) Do ponto de vista termodinâmico: 
O ciclo térmico a vapor apresenta melhor rendimento comparado aos ciclos térmicos de outras máquinas (Turbinas à Gás e Motores de Combustão Interna);
Alta relação potência/tamanho;
Reaproveitamento do calor.
Vantagens
b) Do ponto de vista mecânico: 
Funcionamento extremamente suave da máquina;
Se a carga acionada é mantida constante, o torque aplicado no acoplamento da turbina será bastante uniforme;
É uma máquina de alta rotação (3.500 a 6.000 rpm) sendo ideal para acionar bombas e compressores centrífugos;
Sem lubrificação interna;
Facilidade de controle.
Desvantagens
Reduzido numero de aplicações;
Baixo rendimento eléctrico, arranque lento, problemas de controle de emissão de poluentes;
Dependência de um tipo de combustível no dimensionamento, ou seja só pode usar o combustível idêntico aquele para que foi projetado o sistema;
Investimento inicial elevado;
É necessário um sistema de engrenagens para baixas rotações.
A turbina a vapor não pode ser feita reversível.
Investimento inicial elevado.
Ciclo Rankine
Introdução 
Este ciclo descreve a operação de turbinas a vapor que são comumente encontradas nas estações de produção de energia
Ciclo que possui maior representatividade na geração de energia a partir do vapor d´agua
Ciclo Rankine
Fluxograma 
Ciclo Rankine
Processos Termodinâmicos 
1 – 2 : O fluido pressurizado entra numa caldeira, onde é aquecido a pressão constante até se tornar vapor superaquecido;
2 – 3 : O vapor superaquecido expande através de uma turbina para gerar trabalho, tanto a pressão quanto a temperatura se reduzem;
3 – 4 : O vapor então entra num condensador , onde ele é resfriado até a condição de líquido saturado;
4 – 1 : fluido de trabalho é bombeado de uma pressão baixa para uma pressão alta utilizando-se uma bomba.
Ciclo Rankine
Equações 
Ciclo Rankine Real
Processos não isoentrópicos
Rendimento menor que o ideal
Ciclo Rankine com reaquecimento
Ciclo Rankine Regenerativo
Ciclo Rankine
O que fazer para aumentar a eficiência
Redução da pressão na saída da turbina;
Aumento da pressão na caldeira;
Superaquecer o vapor.
Bibliografia
http://antonioguilherme.web.br.com/Arquivos/gera_vapor.php
Moran & Shapiro 'Fundamentals of Engineering Thermodynamics'
Van Wylen 'Fundamentos da Termodinâmica‘
http://www.webartigos.com/articles/32834/1/TURBINAS/pagina1.html#ixzz10DrQGniZ