Relatório Francis Cintia Flesch e Mitiani

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<p>TURBINAS HIDRÁULICAS TIPO FRANCIS</p><p>Cintia Helena Flesch¹,​Mitiâni Tavares Fábrica Martins​¹</p><p>1​Fundação Universidade Federal do Pampa, Bagé – RS, Brasil</p><p>E-mail: cintiaflesch@gmail.com, mitianitf@gmail.com</p><p>1. INTRODUÇÃO</p><p>Os objetivos da disciplina de Laboratório de Sistemas Térmicos e Fluidos é</p><p>compreender e estudar os modelos práticos e compará-los a teoria. Juntamente com a</p><p>disciplina de Máquinas de Fluido I e II consegue-se fixar o conteúdo e compreender de uma</p><p>forma mais clara o conteúdo abordado.</p><p>2. OBJETIVO</p><p>De acordo com Roteiro de Práticas de Máquinas de Fluido Motoras[1] o objetivo da</p><p>prática realizada fora:</p><p>I. Testar a Turbina Francis com diferentes cargas e diferentes ajustes das palhetas guia e</p><p>plotar as curvas que ilustram o desempenho da turbina e o efeito dos diferentes ajustes</p><p>das palhetas guia.</p><p>II. Identificar a potência entregue à turbina pela água e a potência absorvida pela turbina</p><p>e, de posse desses dados, calcular o rendimento máximo da turbina.</p><p>3. CONCEITUAÇÃO TEÓRICA</p><p>A turbina hidráulica tipo Francis fora idealizada em 1849, tendo o nome do seu</p><p>inventor James Francis. Ela foi a primeira turbina construída pela Voith em 1973, passando</p><p>por aperfeiçoamentos constantes até chegar aos dias atuais, sendo que buscam-se sempre</p><p>novas maneiras de melhorar seu rendimento que de 1930 a 1950 eram inferiores a 85% e hoje</p><p>ultrapassam 92%. Ela é muito aplicada pois suas características cobrem um grande campo de</p><p>rotações específicas.[2]</p><p>Ela é caracterizada por ser uma turbina de reação, ou seja a maior parte da queda de</p><p>pressão ocorre na própria turbina de impulso onde a queda de pressão completa ocorre até o</p><p>ponto de entrada e passagem da turbina é completamente preenchida pelo fluxo de água</p><p>durante a operação. [3]</p><p>O funcionamento de um turbina Francis está descrito a seguir, logo após a Figura 1.1</p><p>que descreve visualmente como ela de fato funciona e como estão esquematizados os</p><p>componentes necessários para o seu correto funcionamento.</p><p>Figura 1.1Arranjo típico de uma Turbina Francis com eixo vertical</p><p>“As turbinas Francis são geralmente instaladas com o eixo vertical. A água com</p><p>cabeça alta (pressão) entra na turbina através da carcaça em espiral que envolve as palhetas</p><p>de guia. A água perde uma parte da sua pressão na voluta (invólucro em espiral) para manter</p><p>sua velocidade. Em seguida, a água passa pelas palhetas de guia onde é direcionada para</p><p>atingir as lâminas no corredor em ângulos ótimos. À medida que a água flui através do</p><p>corredor, sua pressão e momento angular diminuem. Esta redução transmite reação no</p><p>corredor e a energia é transferida para o eixo da turbina. Se a turbina estiver operando nas</p><p>condições de projeto, a água sai do corredor na direção axial. A água sai da turbina através do</p><p>tubo de descarga, que atua como um difusor e reduz a velocidade de saída do fluxo para</p><p>recuperar a energia máxima da água corrente.”[4]</p><p>“Para a geração de energia usando a turbina Francis, a turbina é fornecida com água</p><p>de alta pressão que entra na turbina com entrada radial e deixa a turbina axialmente através</p><p>do tubo de descarga. A energia do fluxo de água é transferida para o eixo da turbina em forma</p><p>de torque e rotação. O eixo da turbina é acoplado com dínamos ou alternadores para geração</p><p>de energia. Para a qualidade, a velocidade de geração da turbina deve ser mantida constante,</p><p>apesar da mudança de cargas. Para manter a constante velocidade no corredor mesmo em</p><p>condição de carga reduzida, o caudal da água é reduzido alterando o ângulo das palhetas de</p><p>guia.”[4]</p><p>De acordo com o relatório de atividades propostos pede-se conceitos de componentes</p><p>básicos de uma turbina tipo Francis, que estão descritos abaixo, foram descritos os elementos</p><p>de dentro para fora de acordo com a ABNT NBR 6445:</p><p>● Cruzeta superior</p><p>Figura 1.2 - Cruzeta superior</p><p>● Eixo superior</p><p>Figura 1.3- Eixo superior</p><p>● Estator</p><p>Figura 1.4- Estator</p><p>● Eixo inferior</p><p>Figura 1.5 - Eixo inferior</p><p>● Cruzeta inferior</p><p>Figura 1.6- Cruzeta inferior</p><p>● Anel de suporte do estator</p><p>Figura 1.7- Anel de suporte do Estator</p><p>● 2 servomotores</p><p>Figura 1.8 - servomotores</p><p>● Tampa</p><p>Figura 1.9- Tampa</p><p>● Eixo e Rotor</p><p>Figura 1.10- Eixo e Rotor</p><p>● 24 palhetas diretrizes e Anel inferior</p><p>Figura 1.11 - palhetas</p><p>● Pré Distribuidor</p><p>Figura 1.12- pré distribuidor</p><p>● Trecho final do conduto forçado</p><p>Figura 1.13- Trecho final do conduto forçado</p><p>● Caixa Espiral</p><p>Figura 1.14 - Caixa espiral</p><p>● Tubo de sucção</p><p>Figura 1.15-Tubo de sucção</p><p>De todos esses elementos, temos como principais o sistema diretor, a caixa espiral e</p><p>as palhetas, seu funcionamento está descrito juntamente com a parte inicial de como a</p><p>máquina de fato opera.</p><p>Quanto a classificação da turbina Francis, podemos classificá-la de acordo com a</p><p>NBR 6445 como turbina de reação na qual o fluxo de água penetra radialmente no</p><p>distribuidor e no rotor, no qual as pás são fixas, ou seja, uma máquina motora de reação.</p><p>Seu campo de aplicação é muito amplo, devido a isso é uma das turbinas mais</p><p>utilizadas, pode operar de uma altura de queda de 45m até 750m, logo ela é utilizada para</p><p>pequenas e grandes quedas, podemos visualizar isso no gráfico abaixo.</p><p>Figura 1.16-Gráfico de QxH.</p><p>Golpe de Ariete é um dos itens que foram destacados no roteiro e para ele precisou-se</p><p>fazer uma revisão bibliográfica sobre esse e nele fora encontrada que o Golpe de Ariete</p><p>ocorre devido a diferença de vazão instantânea, ou seja, ocorre um golpe na rede o que</p><p>ocasiona bolhas de ar com muita pressão. Ele consiste em uma onda de pressão viajante que</p><p>se desloca ao longo do conduto forçado, com potencial de causar danos nesta tubulação.</p><p>“O termo Golpe de Aríete foi forjado pelos pesquisadores franceses, que assimilaram</p><p>o som rítmico produzido pelas sucessivas ondas de pressão que atingiam um registro de</p><p>gaveta ao som das batidas de um aríete ao arrombar portas e muralhas de fortificações. O</p><p>aríete é uma antiga máquina de guerra, usada até o século XV, consistindo basicamente de</p><p>um tronco de madeira pendurado em um pórtico; o tronco, impulsionado por vários soldados,</p><p>era arremetido seguidas vezes contra a porta ou muralha a ser arrombada. A abertura e o</p><p>fechamento de válvula, a partida ou a parada de bomba, a abertura e o fechamento de</p><p>distribuidor de turbina, ou mesmo o rompimento de um ponto de tubulação estão entre as</p><p>principais causas do Golpe de Aríete.”[4]</p><p>“Uma aplicação positiva do fenômeno do Golpe de Aríete, talvez a única, é o</p><p>dispositivo denominado Carneiro Hidráulico, muito usado em propriedades rurais para</p><p>recalcar água.Os efeitos danosos do Golpe de Aríete, infelizmente, são mais numerosos:</p><p>rompimento de tubulação por excesso de pressão, implosão de tubulação por diminuição de</p><p>pressão (separação da coluna líquida), rotação reversa de bomba, com risco de queima do</p><p>motor elétrico, disparo de turbina, com risco de grave acidente por rompimento do rotor,</p><p>rompimento da tubulação por fadiga, pela ocorrência de um elevado número de solicitações</p><p>periódicas de alta freqüência​.​”[4]</p><p>Curvas Características</p><p>Os gráficos das figuras 1.17 e 1.18 nos mostram como os dados do</p><p>experimento deve-se comportar, e de fato como vemos no desenvolvimento ocorre. Ou seja</p><p>há uma velocidade máxima de rotação para um rendimento máximo, caso contrário podem</p><p>ocorrer falhas, como o aumento repentino de pressão, provocando desgaste na máquina, ou</p><p>seja, o golpe de ariete.</p><p>Figura 1.17: Curvas Características Turbinas Hidráulicas</p><p>Figura 1.18: curva de potência e torque x rotação</p><p>Figura 1,19: curva de rendimento x vazão.</p><p>4. DESENVOLVIMENTO</p><p>A prática desenvolveu-se no Laboratório de acordo com o cronograma previsto pelo</p><p>roteiro. Foram necessários o uso dos seguintes componentes:</p><p>● Bancada do modelo de turbina Francis, que continha para melhor medição já</p><p>implementada, dois dinamômetros, válvula de pressão e nível de água.</p><p>● Cronômetro;</p><p>● Estroboscópio.</p><p>4.1 Procedimento Experimental</p><p>O primeiro experimento usando essa turbina foi feito a partir da variação do ângulo de</p><p>abertura das pás da turbina, ensaiando para 100%, 66% e 33% de abertura, levando em conta</p><p>a variação da pressão de entrada do rotor e que a válvula H1D de vazão estava totalmente</p><p>aberta.</p><p>Primeiramente analisou-se os parâmetros de vazão, rotação e pressão para a máquina</p><p>sem carga, em seguida foram adicionadas cargas nos dinamômetros, variando em média</p><p>0,5N.</p><p>A vazão foi medida cronometrando quantos segundos o fluido demorava para atingir</p><p>certo volume no reservatório, que no caso do experimento em questão fora analisada para 15l.</p><p>Logo tendo o tempo e o volume calculou-se a vazão, pela fórmula obtendo itros/tempoQ = l</p><p>se assim uma vazão em m/s. Já a ​velocidade de rotação da turbina foi medida com o auxílio</p><p>do estroboscópio, e a pressão na entrada do rotor fora identificada no manômetro de medição.</p><p>A primeira etapa diferencia-se da segunda pois nela iniciamos o experimento com uma</p><p>pressão e não ficamos regulando-a, ou seja, a pressão variou durante o experimento, parou-se</p><p>a medida de pressão tornou-se nula ou constante durante vários ensaios. A partir de</p><p>determinada porcentagem de abertura do ângulo das pás da turbina Francis, pode-se</p><p>encontrar valores experimentais organizados nas tabelas 1.1,1.2 e 1.3. Neste momento, foi</p><p>considerado a variação da pressão de entrada do rotor.</p><p>As tabelas que demonstram essas três medidas encontram-se abaixo:</p><p>Ângulo (%)</p><p>Pressão de</p><p>entrada (bar)</p><p>Velocidade de</p><p>Rotação (rpm)</p><p>Dinamômetro</p><p>esquerdo (N)</p><p>Dinamômetro</p><p>direito (N) Vazão (l/s)</p><p>100 0,2 1130 0 0 0,75</p><p>100 0,2 1110 0,5 0 0,7228</p><p>100 0,2 1053 1 0,1 0,7378</p><p>100 0,15 985,1 1,5 0,4 0,7590</p><p>100 0,15 929,9 2 0,5 0,8117</p><p>100 0,1 877,6 2,5 0,8 0,8004</p><p>100 0,09 854 3 1,1 0,8595</p><p>100 0,07 812,8 3,5 1,4 0,8108</p><p>100 0,05 735,9 4 1,5 0,8611</p><p>100 0,04 727 4,5 1,9 0,8896</p><p>100 0,02 633,7 5 2 0,8998</p><p>100 0,01 596,4 5,5 2,3 0,8875</p><p>100 0 584 6 2,2 0,8907</p><p>100 0 447,9 6,5 3,2 0,8746</p><p>100 0 364,7 7 3,4 0,8966</p><p>100 0 213,6 7,5 3,6 0,8465</p><p>Tabela 1.1 - Experimento com pressão variando com diferentes cargas, para 100% de abertura das pás.</p><p>Ângulo (%)</p><p>Pressão de</p><p>entrada (bar)</p><p>Velocidade</p><p>de Rotação</p><p>(rpm)</p><p>Dinamômetr</p><p>o esquerdo</p><p>(N)</p><p>Dinamômetr</p><p>o direito (N) Vazão (l/s)</p><p>66 0,22 1177,8 0 0 0,6329</p><p>66 0,2 1129 0,5 0 0,6440</p><p>66 0,2 1096 1 0,1 0,6957</p><p>66 0,2 1035 1,5 0,3 0,7025</p><p>66 0,2 993 2 0,5 0,7082</p><p>66 0,18 945,6 2,5 0,8 0,7360</p><p>66 0,15 900,3 3 0,9 0,7553</p><p>66 0,15 854,4 3,5 1,1 0,7668</p><p>66 0,14 811,9 4 1,5 0,7792</p><p>66 0,13 779,3 4,5 1,9 0,7755</p><p>66 0,1 696,4 5 2 0,7890</p><p>66 0,05 627,1 5,5 2,3 0,8777</p><p>66 0,05 555,3 6 2,5 0,8576</p><p>66 0,04 514,2 6,5 2,8 0,8333</p><p>66 0,04 420,6 7 3,1 0,8650</p><p>66 0,04 413,7 7,5 3,4 0,8605</p><p>Tabela 1.2 - Experimento com pressão variando com diferentes cargas, para 66% de abertura das pás.</p><p>Ângulo (%)</p><p>Pressão de</p><p>entrada (bar)</p><p>Velocidade</p><p>de Rotação</p><p>(rpm)</p><p>Dinamômetr</p><p>o esquerdo</p><p>(N)</p><p>Dinamômetr</p><p>o direito (N) Vazão (l/s)</p><p>33 0,3 1190 0 0 0,5257</p><p>33 0,3 1141 0,5 0 0,5319</p><p>33 0,3 1065 1 0 0,5472</p><p>33 0,3 1023 1,5 0,3 0,5630</p><p>33 0,3 950,7 2 0,5 0,5764</p><p>Tabela 1.3 - Experimento com pressão variando com diferentes cargas, para 33% de abertura das pás..</p><p>O segundo procedimento experimental fora feito da mesma forma que o primeiro,</p><p>entretanto manteve-se a pressão de entrada da turbina constante em 0,1bar. Para isso, a cada</p><p>adição de carga, ajustou-se a válvula H1D, na qual admite fluido para a turbina, mantendo a</p><p>constância da pressão. Foram realizados com três angulações de pás assim como fora feito o</p><p>primeiro ensaio. Os valores foram obtidos até a turbina parar, ou a velocidade de rotação</p><p>perder a constância. Seguem as tabelas obtidas durante os ensaios em cada ângulo de abertura</p><p>das pás.</p><p>Ângulo(%)</p><p>Dinamômetro</p><p>esquerdo</p><p>Dinamômetro</p><p>direito Vazão</p><p>Velocidade de</p><p>rotação</p><p>100 0 0 0,5580 7743,00</p><p>100 1 0 0,5926 846,30</p><p>100 1 0,1 0,6457 900,60</p><p>100 1,5 0,4 0,7120 880,80</p><p>100 2 0,5 0,7264 424,50</p><p>100 2,5 0,7 0,7680 436,90</p><p>100 3 1</p><p>Tabela 1. 4: dados experimentais para abertura das pás em 100% com 0,1 bar de pressão​.</p><p>A tabela 1.4, mostra que as medidas foram encerradas quando a carga sobre a turbina</p><p>fora muito grande, ou seja, a turbina parou.</p><p>Ângulo(%)</p><p>Dinamômetro</p><p>esquerdo</p><p>Dinamômetro</p><p>direito Vazão</p><p>Velocidade de</p><p>rotação</p><p>66 0 0 0,4999 850,70</p><p>66 0,5 0 0,5363 839,90</p><p>66 1 0,1 0,5793 842,30</p><p>66 1,5 0,3 0,5660 826,30</p><p>66 2 0,5 0,6339 770,90</p><p>66 2,5 0,7 0,6310 791,60</p><p>66 3 1 0,6827 781,80</p><p>66 3,5 1,3 0,7123 756,20</p><p>66 4 1,5 0,6973 743,40</p><p>66 4,5 1,3 0,7009 718,50</p><p>66 4,7 1,9 0,7696 731,90</p><p>66 5,5 2,3 0,7944 662,80</p><p>Tabela 1.5: dados experimentais para abertura das pás em 66% com 0,1 bar de pressão.</p><p>Ângulo(%)</p><p>Dinamômetro</p><p>esquerdo</p><p>Dinamômetro</p><p>direito Vazão</p><p>Velocidade de</p><p>rotação</p><p>33 0 0 0,3195 616,1</p><p>33 0,5 0 0,3628 652,4</p><p>33 1 0,1 0,4226 624,3</p><p>33 1,5 0,4 0,4426 525,7</p><p>33 2 0,6 0,4530 422,7</p><p>33 2,5 0,8 0,5259 291,5</p><p>33 3 1 0,5396 251,2</p><p>Tabela 1. 6: dados experimentais para abertura das pás em 33% com 0,1 bar de pressão.</p><p>5. ANÁLISE DOS DADOS</p><p>A análise de dados foram realizadas de acordo com os conhecimentos adquiridos</p><p>durante as disciplinas de Máquinas Fluido I e II, sendo que descreve-se brevemente quais as</p><p>fórmulas usadas para os cálculos. E posteriormente podemos observar os dados obtidos</p><p>aplicando-se a formulação necessária.</p><p>5.1 Equações utilizadas</p><p>Com os dados experimentais, encontra-se os valores correspondente ao torque, sendo</p><p>expresso pela equação 1.</p><p>F )T = ( 1 − F 2 * Rb [1]</p><p>Onde:</p><p>= Torque da máquina [N.m];T</p><p>= Dinamômetro direito [N];F 1</p><p>= Dinamômetro esquerdo [N];F 2</p><p>= Raio de frenagem do motor [m];Rb</p><p>Encontra-se a potência mecânica, ou a potência disponível no eixo pela equação 2.</p><p>P M = 60</p><p>n T 2Π* * [2]</p><p>Onde:</p><p>= Potência mecânica [W];P M</p><p>= Velocidade de rotação [rpm];n</p><p>= Torque da máquina [N.m].T</p><p>A potência hidráulica é expressa pela equação 3.</p><p>P H = Q * p [3]</p><p>Onde:</p><p>​= Potência hidráulica;P H</p><p>​= Vazão [l/s];Q</p><p>= Massa específica [ kg/m³].p</p><p>A partir dos valores de potência hidráulica e potência mecânica, encontra-se o</p><p>rendimento da máquina de fluxo.</p><p>ηt = P H</p><p>P M [4]</p><p>5.2 Resultados</p><p>Com os dados obtidos aplicando -se as equações demonstradas acima, com os dados</p><p>dos ensaios calculou-se o Torque, a Potência Mecânica representada por PM, a Potência</p><p>Hidráulica representada por PH e o rendimento. Seguem abaixo as tabelas 2.1,2.2,2.3,2.4,2.5</p><p>e 2.6 que descrevem em triênio na seguinte ordem, o primeiro com a variação da pressão e</p><p>abertura progressiva do ângulo das pás e o segundo mantendo-se a pressão constante e</p><p>variando o ângulo de abertura das pás.</p><p>TORQUE PM PH RENDIMENTO</p><p>0 0,0000 7,5000 0,0000</p><p>0,0125 1,4523 7,2280 20,0920</p><p>0,0225 2,4798 7,3780 33,6109</p><p>0,0275 2,8354 7,5900 37,3577</p><p>0,0375 3,6499 8,1168 44,9667</p><p>0,0425 3,9039 8,0040 48,7738</p><p>0,0475 4,2458 8,5950 49,3985</p><p>0,0525 4,4663 8,1080 55,0855</p><p>0,0625 4,8140 8,6107 55,9073</p><p>0,065 4,9460 8,8960 55,5983</p><p>0,075 4,9745 8,9982 55,2838</p><p>0,08 4,9939 8,8750 56,2688</p><p>0,095 5,8069 8,9070 65,1949</p><p>0,0825 3,8676 8,7460 44,2215</p><p>0,09 3,4355 8,9659 38,3171</p><p>0,0975 2,1798 8,4650 25,7506</p><p>Tabela 2.1 - Dados calculados com os resultados dos ensaios com pressão variável com o ângulo de abertura em</p><p>100%</p><p>TORQUE PM PH RENDIMENTO</p><p>0,0000 0,0000 6,3290 0,0000</p><p>0,0125 1,4771 6,4400 22,9365</p><p>0,0225 2,5811 6,9570 37,1005</p><p>0,0300 3,2499 7,0250 46,2619</p><p>0,0375 3,8975 7,0821 55,0335</p><p>0,0425 4,2063 7,3601 57,1506</p><p>0,0525 4,9471 7,5529 65,5002</p><p>0,0600 5,3656 7,6680 69,9743</p><p>0,0625 5,3112 7,7920 68,1620</p><p>0,0650 5,3018 7,7550 68,3667</p><p>0,0750 5,4667 7,8900 69,2869</p><p>0,0800 5,2509 8,7770 59,8259</p><p>0,0875 5,0856 8,5763 59,2984</p><p>0,0925 4,9783 8,3330 59,7421</p><p>0,0975 4,2922 8,6500 49,6211</p><p>0,1025 4,4383 8,6050 51,5783</p><p>Tabela 2.2 - Dados calculados com os resultados dos ensaios com pressão variável com o ângulo de abertura em</p><p>66%</p><p>TORQUE PM PH RENDIMENTO</p><p>0,0000 0,0000 5,2570 0,0000</p><p>0,0125 1,4928 5,3191 28,0651</p><p>0,0250 2,7868 5,4720 50,9274</p><p>0,0300 3,2122 5,6300 57,0554</p><p>0,0375 3,7315 5,7640 64,7380</p><p>Tabela 2.3 - Dados calculados com os resultados dos ensaios com pressão variável com o ângulo de abertura em</p><p>33%</p><p>TORQUE PM PH RENDIMENTO</p><p>0,0000 0,0000 5,5800 0,0000</p><p>0,0125 1,1072 5,9260 18,6845</p><p>0,0225 2,1209 6,4570 32,8467</p><p>0,0275 2,5352 7,1200 35,6072</p><p>0,0375 1,6662 7,2639 22,9376</p><p>0,0450 2,0578 7,6800 26,7943</p><p>0,0500 0,0000 0,0000</p><p>Tabela 2.4 - Dados calculados com os resultados dos ensaios com pressão em 0,1bar com o ângulo de abertura</p><p>em 100%</p><p>TORQUE PM PH RENDIMENTO</p><p>0,0000 0,0000 4,9990 0,0000</p><p>0,0125 1,0989 5,3630 20,4898</p><p>0,0225 1,9836 5,7930 34,2416</p><p>0,0300 2,5946 5,6603 45,8382</p><p>0,0375 3,0258 6,3390 47,7328</p><p>0,0450 3,7284 6,3100 59,0877</p><p>0,0500 4,0914 6,8270 59,9300</p><p>0,0550 4,3532 7,1225 61,1189</p><p>0,0625 4,8631 6,9730 69,7415</p><p>0,0800 6,0162 7,0090 85,8359</p><p>0,0700 5,3624 7,6962 69,6758</p><p>0,0800 5,5498 7,9440 69,8621</p><p>Tabela 2.5 - Dados calculados com os resultados dos ensaios com pressão em 0,1bar com o ângulo de abertura</p><p>em 66%</p><p>TORQUE PM PH RENDIMENTO</p><p>0,0000 0,0000 3,1950 0,0000</p><p>0,0125 0,8536 3,6280 23,5269</p><p>0,0225 1,4702 4,2260 34,7900</p><p>0,0275 1,5131 4,4260 34,1875</p><p>0,0350 1,5485 4,5300 34,1830</p><p>0,0425 1,2967 5,2590 24,6566</p><p>0,0500 1,3144 5,3956 24,3597</p><p>Tabela 2.5 - Dados calculados com os resultados dos ensaios com pressão em 0,1bar com o ângulo de abertura</p><p>em 33%</p><p>5.3 Curvas características da turbina Francis</p><p>A partir dos dados calculados, foi realizado a determinação das curvas características</p><p>da turbina Francis a fim de comparar com os dados contidos na literatura. Para o primeiro</p><p>experimento com a pressão variável, como solicitado no roteiro, foi plotado as curvas de</p><p>torque x velocidade de rotação e potência mecânica x velocidade de rotação.</p><p>Figura 5.1- Curvas características de torque x velocidade de rotação para pressão variável.</p><p>Figura 5.2- Curvas características de potência no eixo x velocidade de rotação para pressão variável.</p><p>Já para o segundo experimento, analisa-se as curvas do rendimento em</p><p>relação a velocidade de rotação e a vazão, e também é analisado a curva da vazão em relação</p><p>a velocidade de rotação, os seguintes gráficos são mostrados a seguir.</p><p>Figura 5.3- Curvas características do rendimento x velocidade de rotação para pressão constante.</p><p>Figura 5.4- Curva característica do rendimento x vazão para pressão constante.</p><p>Figura 5.5- Curvas características da vazão x velocidade de rotação para pressão constante.</p><p>5. CONCLUSÃO</p><p>Neste relatório, foi feito o estudo da turbina Francis a partir de base experimental. Foi</p><p>possível analisar o seu comportamento com a pressão de entrada constante e variável, além</p><p>de analisar a transferência de energia e as características do escoamento .</p><p>Pode-se analisar as curvas características a partir dos dados experimentais para</p><p>comparação com as curvas teóricas. Observa-se que estão de acordo, porém possui alguma</p><p>discrepância devido a alguns possíveis erros experimentais. Os dados foram obtidos até a</p><p>turbina parar completamente ou perder a estabilidade.</p><p>Além disso, pode-se observar a partir da mudança do ângulo de inclinação das pás as</p><p>suas diferenças de curvas, a partir da diminuição do ângulo, a turbina entregará menor</p><p>potência no eixo, isto afeta diretamente no desempenho da máquina.</p><p>Em relação ao golpe de ariete que se refere quando ocorre uma alteração súbita na</p><p>velocidade da máquina devido a picos de pressão, estes problemas causam um ruído, e para</p><p>este experimento não ocorreu este golpe, os dados foram obtidos sem nenhuma alteração</p><p>significativa.</p><p>6. BIBLIOGRAFIA</p><p>[1] Roteiro De Práticas De Máquinas De Fluido Motoras. Ed 2019. Schwanke, Cristine</p><p>Machado.UNIPAMPA</p><p>[2]Turbinas Hidráulicas. Santos,Daniel D.O. Filho,Claudio Augusto Dias. FEMEC</p><p>[3]Turbinas hidráulicas: turbinas Francis visitado em 05/05/2019</p><p>>https://www.mecanicaindustrial.com.br/turbinas-hidraulicas-turbinas-francis/<</p><p>[4]Golpe de Ariete.Souza, ​Podalyro Amaral. Acessado em 05/05/2019 em</p><p>>https://www.ebah.com.br/content/ABAAAAAowAK/golpe-ariete<</p>