MAII - Turbinas - YVES WILLIAM S DAS CHAGAS -1200821

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UNIVERSIDADE REDENTOR 
ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
 
 
 
YVES WILLIAM S. DAS CHAGAS -1200821 
 
 
 
 
 
 
Metodologia Ativa Nº02 
 
 
 
 
 
Itaperuna 
2020/1 
 
YVES WILLIAM S. DAS CHAGAS -1200821 
 
 
 
 
 
Metodologia Ativa Nº02 
 
 
 
 
 
 
Trabalho apresentado 
à disciplina Turbinas a 
gás, Vapor e Caldeiras, 
como parte dos 
critérios de avaliação 
para aprovação. 
 
 
 
Professor: SERGIO SOUZA DIAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Itaperuna 
2020/1 
1) Relacione os componentes de uma turbina a vapor com suas respectivas 
funções. 
(1). Estator 
(2). Expansor 
(3). Rotor 
( ) Transforma a energia potencial do vapor em energia cinética por meio dos 
distribuidores. 
( ) Orienta o jato de vapor sobre as palhetas móveis. 
( ) Transforma a energia cinética do vapor em trabalho mecânico por meio dos 
receptores fixos. 
Assinale a opção que indica a relação correta, de cima para baixo. 
(A) 1 – 2 – 3 
(B) 1 – 3 – 2 
(C) 2 – 3 – 1 
(D) 2 – 1 – 3 
(E) 3 – 2 – 1 
 
2) Dentre outras aplicações das turbinas a vapor, cita-se o seu uso no 
acionamento de geradores elétricos, onde a obtenção do vapor pode ser realizada 
por intermédio de uma caldeira que queima vários tipos de combustíveis ou por 
um reator atômico. Nas turbinas a vapor existem as palhetas móveis que giram e 
as palhetas fixas sendo que estas últimas se acham presas: 
(A) na carcaça 
(B) nos anéis de labirinto. 
(C) no rotor. 
(D) na árvore 
(E) nos mancais. 
 
3) Sobre os tipos de turbinas a vapor, analise as afirmativas a seguir. 
I. As turbinas de estágio único são obrigatoriamente turbinas de ação, pois utilizam 
apenas o estágio do tipo Curtis. 
II. O estágio Rateau corresponde ao estágio de velocidade em uma turbina de ação. 
III. As turbinas de reação possuem estágio do tipo Parsons e compreendem um 
disco de palhetas móvel e um disco de palhetas estacionário. Assinale: 
(A) se somente a afirmativa I estiver correta. 
(B) se somente a afirmativa II estiver correta. 
(C) se somente a afirmativa III estiver correta. 
(D) se somente as afirmativas I e II estiverem corretas. 
(E) se somente as afirmativas I e III estiverem corretas. 
4) Porque e importante o serviço de drenagem numa turbina a vapor e por onde e feita 
esta drenagem? 
R: Tal serviço é importante para diminuir a umidade no vapor de exaustão. 
Ocorre na área de baixa pressão 
1)Turbinas a vapor são equipamentos acionadores cuja função é transformar a 
energia térmica em energia mecânica. 
Sobre os estágios de funcionamento desses tipos de turbinas, é correto afirmar que: 
 
a) o estágio Curtis corresponde ao estágio de pressão em turbinas de ação; 
b) o estágio Rateau corresponde ao estágio de velocidade em turbinas de reação; 
c) turbinas de estágio único são turbinas de ação; 
d) não é vantajoso, no projeto de uma turbina, que o vapor sofra uma grande 
queda de entalpia logo no primeiro estágio de funcionamento; 
e) o estágio Parsons corresponde ao estágio de velocidade em turbinas de ação. 
 
5) Ao se comparar a máquinas a vapor e a turbinas a vapor, é CORRETO afirmar 
o seguinte: 
 
a)a máquina a vapor pode inverter o sentido de rotação, ao passo que a turbina a 
vapor, não. 
b)as vibrações da máquina a vapor são menores do que as da turbina a vapor. 
c)uma máquina a vapor não utiliza o mecanismo biela-manivela. 
d)a rotação da máquina a vapor é equivalente à rotação da turbina a vapor. 
e)a máquina a vapor possui um baixo conjugado de partida e a turbina a vapor, não. 
 
6) O reaquecimento em uma turbina a gás 
 
a)aumenta o trabalho da turbina. 
b)aumenta a eficiência térmica. 
c)aumenta o trabalho do compressor. 
d)diminui a eficiência térmica. 
e)diminui o trabalho da turbina. 
 
7) Considere o texto a seguir para responder a questão. 
Uma máquina térmica opera sob o ciclo de Carnot, seu resultado é a conversão de 1.800 
J em trabalho útil em cada ciclo. A máquina térmica opera com base em fontes térmicas 
de 300ºK e 600ºK. 
Dados: Considere a máquina térmica como ideal para resolução dos dois próximos 
enunciados. 
Ainda com base no tema, a quantidade de calor que o sistema rejeita à fonte fria 
tem seu valor descrito na alternativa: 
a)1.600 J 
b)800 J 
c)2.600 J 
d)1.200 J 
e)1.800 J 
 
8) Após a leitura do enunciado apresentado a seguir, identifique a afirmação 
correta: 
As turbinas hidráulicas mais comuns em usinas hidrelétricas por sua flexibilidade e 
eficiência, cujo rotor geralmente tem entre 1 e 10 m de diâmetro e que são usadas 
com quedas de água de 10 até 650 m, a velocidades de 80 a 1000 rpm; e que 
sua potência varia de menos de 10 a 750 MWs. É conhecida como turbina: 
 
a)Donike. 
b)Francis. 
c)Kapplan. 
d) Plelton. 
 
9) Uma caldeira de uma instalação industrial está apresentando baixo rendimento 
na produção de vapor. Além disso, tem-se recebido reclamações do departamento 
de meio-ambiente de que a caldeira está com índice de poluição atmosférica acima 
do usual, com elevada quantidade de monóxido de carbono. Com base nos 
conceitos de combustão, qual das alternativas a seguir apresenta uma possível 
causa desse conjunto de problemas e uma possível solução? 
 
a)Causa: a válvula de segurança da caldeira está desajustada, liberando a pressão 
desnecessariamente. Solução: calibrar a válvula para pressão acima da PMTA. 
b)Causa: a alimentação de combustível está obstruída. Solução: desobstruir tubulação 
de alimentação de combustível. 
c)Causa: a alimentação de ar para a combustão está ineficiente. Solução: ajustar 
o insuflador de ar de combustão. 
d)Causa: a alimentação de água está ineficiente. Solução: efetuar limpeza interna na 
caldeira. 
e)Causa: não há alimentação elétrica no painel da caldeira. Solução: reparar 
instalação elétrica da caldeira. 
 
10) Em relação à classificação das turbinas a vapor, assinale a opção correta. 
 
a)Em uma turbina de vapor vivo, utiliza-se, geralmente, vapor saturado proveniente de 
outra máquina térmica, como, por exemplo, de uma turbina de contrapressão. 
b)Turbinas a vapor de contrapressão possuem um condensador e seu vapor de 
escape apresenta pressões elevadas superiores à pressão atmosférica. 
c)Quanto ao sentido do escoamento do vapor, as turbinas a vapor axiais são 
usadas para maiores capacidades e vazões de vapor e produzem eficiências 
mais elevadas que as turbinas radiais. 
d)Quanto à forma de atuação do vapor em relação ao rotor, as turbinas a vapor podem 
ser de ação, reação ou mistas. Nas turbinas de ação, a pressão do vapor na entrada 
do rotor é maior que na saída. 
e)Nas turbinas a vapor de condensador, a pressão de escape do vapor é igual à 
pressão atmosférica, ao passo que, nas turbinas a vapor de escape livre, a pressão de 
escape é inferior à pressão atmosférica. 
 
11) Em um sistema de potência a vapor que se comporta de acordo com o ciclo 
Rankine, o fluido de trabalho fica sujeito a seguinte sequência de processos 
internamente reversíveis: 
 
a)Expansão isentrópica na bomba; Transferência de calor à pressão constante para o 
fluido de resfriamento através da caldeira; compressão isentrópica da turbina até a 
região de líquido comprimido; Transferência de calor à pressão constante para o fluido 
de trabalho enquanto este passa pela condensador. 
b)Expansão isentrópica na turbina; Transferência de calor à temperatura constante 
para o fluido de resfriamento através do condensador; compressão isentálpica da 
bomba até a região de líquido comprimido; Transferência de calor à pressão constante 
para o fluido de trabalho enquanto este passa pela caldeira. 
c)Expansão isentálpica na turbina; Transferência de calor à pressão constante para o 
fluido de trabalho através do condensador; compressão isentálpica da bomba até a 
região de líquido-vapor; Transferência de calor à pressão constante para o fluido de 
trabalho enquanto este passa pela caldeira. 
d)Expansão isentrópica na bomba; Transferência de calor à temperaturaconstante 
para o fluido de resfriamento através do condensador; compressão isentrópica da 
turbina até a região de líquido comprimido; Transferência de calor à pressão constante 
para o fluido de trabalho enquanto este passa pela caldeira. 
e)Expansão isentrópica na turbina; Transferência de calor à pressão constante 
para o fluido de resfriamento através do condensador; compressão isentrópica 
da bomba até a região de líquido comprimido; Transferência de calor à pressão 
constante para o fluido de trabalho enquanto este passa pela caldeira. 
 
12) Relacione os componentes de uma turbina a vapor com suas respectivas 
funções. 
1. Estator 
2. Expansor 
3. Rotor 
 
( ) Transforma a energia potencial do vapor em energia cinética por meio dos 
distribuidores. 
( ) Orienta o jato de vapor sobre as palhetas móveis. 
( ) Transforma a energia cinética do vapor em trabalho mecânico por meio dos 
receptores fixos. 
Assinale a opção que indica a relação correta, de cima para baixo. 
 
a)1 – 2 – 3 
b)1 – 3 – 2 
c)2 – 3 – 1 
d)2 – 1 – 3 
e)3 – 2 – 1 
 
13) Em um processo industrial, uma caldeira gera vapor saturado com entalpia de 
1400 kJ/kg e esse vapor é injetado em uma turbina de condensação de baixa 
pressão para geração de energia elétrica. 
Após a passagem pela turbina, o vapor, com entalpia de 1200 kJ/kg, segue para um 
condensador com entalpia de 100 kJ/kg. Em seguida, o fluido condensado é 
bombeado para a caldeira com entalpia de 150 kJ/kg. 
Considerando que o ciclo termodinâmico é ideal, a eficiência térmica do processo é 
de 
 
a)10%. 
b)12%. 
c)15%. 
d) 20%. 
e)24%.