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TURBINA A GÁS
Disciplina: Eletrotécnica
 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
Alunos: Matheus Peres Yoneda			
				Rafael Souza					
Willian Augusto Passeri		 
Vinícius Alves Rodrigues		
Vinícius Ragazzi de Moraes 	
Histórico ou Evolução da Turbina a Gás.
Em 150 a.C., Hero, Filosofo e Matemático grego, inventou a Eolípila um motor a vapor que foi considerado um brinquedo. Após essa invenção, originaram-se novas ideias até que:
Em 1791 John Barber da Inglaterra Patenteou o motor de Turbinas a gás. Sua Invenção foi planejada para impulsionar uma “Carruagem” sem cavalos.
Em 1872, Dr. F. Stolze da Inglaterra desenvolveu a primeira turbina a gás. A turbina não funcionou com sua Própria energia. 
Em 1899, Charles Gordon Curtis Patenteou a primeira turbina a gás nos Estados Unidos, com o Objetivo de Gerar Força Mecânica.
Histórico ou Evolução da Turbina a Gás.
Em 1903, Elling da Noruega construiu a primeira turbina com a maior capacidade de energia suportada pelos próprios componentes.
Histórico ou Evolução da Turbina a Gás.
Entre os Anos de 1906 á 1908, Hans Holzwarth da Alemanha desenvolveu a segunda turbina a gás que teve sucesso em gerar força mecânica.
Histórico ou Evolução da Turbina a Gás.
Em 1913, Nicola Tesla patenteou o modelo de sua pequena turbina capaz de gerar 110 HP’s.
Em 1930, Finalmente o Inglês Sir Frank Whittle, patenteou o projeto de uma turbina a gás para propulsão à jato, mas só utilizou sua turbina com sucesso em 1937. A partir de então turbinas a gás ganharam espaço e vem evoluindo até os dias de hoje.
Definição:
Máquina térmica de alta complexidade;
Energia Potencial Termodinâmica ----> Trabalho Mecânico/Propulsão;
Acionamento pelos próprios gases quentes (dispensa fluido intermediário);
Unidades mais compactas;
Principais partes componentes:
Compressor; 
Câmara de combustão;
Turbina.
Conceitos:
Em 1872, Stolze desenha a primeira turbina a gás.
Compressão em várias etapas e fluxo axial.
Após as grandes guerras, Inglaterra e Alemanha desenvolvem as primeiras turbinas de propulsão para aeronaves
Classificação:
Aplicação: industrial ou aero derivativa.
Componentes: Eixo simples, eixo duplo, resfriador intermediário, entre outros.
Esquema básico de uma turbina a gás:
As principais Vantagens das turbinas á gás são:
Tendem a ser mais compactas, isto é, tem uma maior razão potência/ peso (até 70% em relação a outros motores). 
Partida e Parada mais rápidas;
Equipe de Operação e manutenção reduzida;
Consome menos matéria prima;
Produz Menos Vibração;
(Quase) não requer água de resfriamento.
Apesar de todas as vantagens existem as desvantagens que fazem pensar se é realmente viável utilizar esta tecnologia.
As desvantagens de se utilizar está tecnologia é:
	- Preço de aquisição elevado;
	- Menor Potencia especifica;
	- Menor eficiência;
	- Menor vida útil;
	- Mais Sensível à qualidade do Combustível;
	- Muitos Componentes sobre alta tensão mecânica;
	- Ruídos de alta Frequência;
	- Necessita de grande quantidade de ar;
	- Produção de grande quantidade de gases quentes; (Objetivo)
	- Não pode ser consertado na Planta;
	-Consomem mais combustíveis quando estão em 	marcha 	lenta. 
Dinamicidade da Turbina
 Versatilidade dos motores de turbinas á gás;
 Fornecimento de trabalho mecânico;
 Navios, aviões, setor automotivo, ferroviário;
 Acionador de bombeamento em oleodutos e gasodutos;
Centrais de eletricidade e Plataformas de extração de petróleo.
Opção técnica de geração de eletricidade
Questões tecnológicas no processo de geração de energia:
- Eficiência: Demanda crescente na eficiência do equipamento, devido ao mercado competitivo; 
- Flexibilidade: Busca em novos combustíveis utilizados, a fim de superar as restrições impostas pelo meio;
- Meio Ambiente: Desafio de adequar-se às normas ambientais vigentes;
- Disponibilidade/Confiabilidade: Capacidade em manter os níveis operacionais, submetidos à deterioração por causa do tempo e condições adversas;
- Escalas: Necessidade de atender a crescente demanda, sem elevar os custos.
Utilização da Turbina a Gás no mundo
MT30, a turbina marítima a gás mais potente do mundo
A Rolls-Royce, empresa de sistemas de energia especializada na fabricação de motores e turbinas, concluiu em janeiro de 2013 a instalação da turbina marítima a gás mais potente do mundo no HMS Queen Elizabeth, o novo porta-aviões da Marinha Real Britânica
Com 36 megawatts (cerca de 50 mil cavalos de potência) o modelo MT30 deriva da tecnologia de motores aéreos produzidos pela companhia. De acordo com a Rolls-Royce, após a instalação da segunda unidade no porta-aviões, o par de turbinas será capaz de gerar dois terços dos 109 megawatts necessários para impulsionar a embarcação de 65 mil toneladas.
MT30, a turbina marítima a gás mais potente do mundo
O HMS Queen Elizabeth é o maior porta-aviões da força naval britânica e conta agora com energia suficiente para abastecer uma cidade como a de Swindon, que segundo o Censo de 2011 possui 209.000 habitantes. O equivalente a mais da metade da população de Maringá.
O içamento do equipamento é iniciado. A turbina, seu invólucro e a base para seu levantamento chegam a pesar 45 toneladas. Com a instalação do alternador, esse peso alcança 120 toneladas
O HMS Queen Elizabeth é o maior porta-aviões da força naval britânica 
Turbosteamer, reaproveitando energia perdida em forma de calor
A alemã BMW começou a trabalhar em 2011 em um gerador termoelétrico que irá reaproveitar a energia perdida em forma de calor nos motores a combustão.
De acordo com os estudos da marca bávara, até 60% da energia gerada por um motor a combustão são perdidos em forma de calor. 
A energia armazenada a partir deste processo será capaz de fornecer energia para o funcionamento de diversos sistemas do automóvel, colocando menos pressão sobre o motor a combustão e, consequentemente, reduzindo o consumo de combustível em geral e o nível de emissão de gases poluentes. 
Como ele funciona?
O Turbosteamer possui um permutador de calor que recupera o calor liberado do motor para o escape e esta energia é utilizada para aquecer um fluido que se encontrará sob alta pressão – este fluido aquecido, em seguida, transforma-se em vapor, que alimenta uma turbina de expansão, produzindo energia elétrica a partir do calor recuperado
A energia armazenada a partir deste processo será capaz de fornecer energia para o funcionamento de diversos sistemas do automóvel, colocando menos pressão sobre o motor a combustão e, consequentemente, reduzindo o consumo de combustível em geral e o nível de emissão de gases poluentes. 
Turbosteamer, reaproveitando energia perdida em forma de calor
Turbosteamer, reaproveitando energia perdida em forma de calor
Provável previsão de produção em cerca de 10 anos. 
O sistema só acrescentaria cerca de 10 a 15 kg de peso do carro, proporcionando energia elétrica suficiente para executar todos os auxiliares do automóvel (durante condições de estrada e rodovia)
Reduzirá o consumo de combustível por 10%
Utilização da Turbina a Gás no Brasil
As usinas termoelétricas tem um papel estratégico na matriz energética nacional.
Essas usinas funcionam com a mesma lógica das hidrelétricas, só que utilizando combustível fóssil.
Usina de Santa Cruz
Usina de Santa Cruz
A usina de Santa Cruz é composta por duas turbinas, gerando um total de 350 MW/h.
Funcionamento:
	- A turbina é girada inicialmente por um motor
	
	- Existem 16 câmaras de gás que queimam 50.000 m3 de 	gás natural por hora	
	- Com a pressão da queima, os gases se 	desprendem e 	geram pressão nas pás das 	quatro hélices da turbina
	- No compartimento da turbina existem 	exaustores 	que expelem o material da queima 	para a atmosfera
	- Há também um sistema de monitoramento que 	mede os gases expelidos pelas chaminés para 	um 	controle de poluentes
Conclusão
A turbina a gás tem pontos positivose negativos, o que permite avaliar se realmente é válida a implantação desta tecnologia em determinadas situações, lembrando sempre que a dificuldade está na projeção e implantação desta tecnologia. Uma vez em funcionamento, ela gera “n” benefícios, pois seu custo com matéria prima é baixo, não exige muita água para seu resfriamento e seu conjunto tamanho/peso é menor que as demais.
Referencias:
MENESES, E. L. O uso de turbinas a gás para geração de energia elétrica em plataformas, jan. 2011. Disponível em: <http://www.uezo.rj.gov.br/tccs/capi/ErnaniMeneses.pdf>. Acessado em 11 de set. 2013. 
 
PANTANAL ENERGIA. Turbina a Gás, [200-?]. Disponível em: <http://www.pantanalenergia.com.br/framestructure.asp?operation.asp>. Acessado em 11 de set. 2013.
 
BICALHO, R. G. et al. Turbina a Gás: Oportunidades e Desafios, [200-?]. Disponível em 
<http://www.sbpe.org.br/socios/download.php?id=146‎> e na Revista Brasileira de Energia, Vol. 8, Nº 1. Acessado em 11 de set. 2013.
CLARO FILHO, Antônio et al. Turbina a Gás, pág 8, nov. 2011. Disponível em <http://www.slideshare.net/FernandoMendona3/apresentacao-turbina-a-gs-oficial> Acesso em 12 de set. 2013. 
Referencias:
MARSHALL, Brain. Vantagens e desvantagens de Turbinas a gás, [200-?]. Disponível em: <http://ciencia.hsw.uol.com.br/turbina-a-gas2.htm>. Acesso em 12 de set. 2013.
 
______. O funcionamento básico da turbina a gás, [200-?]. Disponível em: <http://ciencia.hsw.uol.com.br/turbina-a-gas3.htm >. Acesso em 13 de set. 2013.
 
ANGOP. Especialista destaca vantagens de turbinas a gás no sector eléctrico, jan 2010. Disponível em: <http://www.portalangop.co.ao/angola/pt_pt/noticias/economia/2010/0/2/Especialista-destaca-vantagens-turbinas-gas-sector-electrico,276c5583-ac07-474e-a6a9-42df50a6ae5a.html>. Acesso em 12 de set. 2013.
Apostila: Turbinas a Gás: Fundamentos, Tecnologias, Operação e Manutenção. Geração Termelétrica: Planejamento, Projeto e Operação, Lora, E.E.S., do Nascimento, M.A.R (Orgs), Ed. Interciência, Rio de Janeiro, 2004.
Referencias:
ANDRADE, A.S. Máquinas Térmicas, [201-?]. Disponível em: <http://www.madeira.ufpr.br/disciplinasalan/AT056-Aula10.pdf>. Acesso em 12 de set. 2013. 
ANTONIO, Guilherme. Turbinas a gás, [201-?]. Disponível em: <http://antonioguilherme.web.br.com/Arquivos/turbina_gas.php>. Acesso em 13 de set. 2013.
 
GLOBO ECOLOGIA. Entenda como acontece a geração de energia nas usinas termoelétricas, 23 de jun. 2013. Disponível em: <http://redeglobo.globo.com/globoecologia/noticia/2012/06/entenda-como-acontece-geracao-de-energia-nas-usinas-termoeletricas.html>. Acesso em 18 de set. 2013.
Referencias:
ÉPOCA NEGÓCIOS. GE apresenta nova tecnologia de turbinas a gás natural, 04 de out. 2012. Disponível em: <http://epocanegocios.globo.com/Informacao/Acao/noticia/2012/10/ge-apresenta-nova-tecnologia-de-turbinas-gas-natural.html>. Acesso em 18 de set. 2013.
 
TRANSPORTA BRASIL. Rolls-Royce instala a turbina a gás mais potente do mundo, 25 de jan. de 2013. Disponível em: <http://www.transportabrasil.com.br/2013/01/rolls-royce-instala-a-turbina-a-gas-mais-potente-do-mundo/>. Acesso em 18 de set. 2013.
TRANSPORTEPRESS. HMS Queen Elizabeth usa turbinas Rolls-Royce, 23 de jan. 2013. Disponível em: <http://www.transportepress.com/site/hms-queen-elizabeth-usa-turbinas-rolls-royce/>. Acesso em 18 de set. 2013.