APS 9º Semestre Turbina Tesla

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ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
 
APS : PROJETO TURBINA TESLA 
 
 
Anderson Fernando Magalhães Guerreiro – B6905G6 
Danilo dos Santos Barbosa – B8000C7 
Felipe do Nascimento Gonçalves – B79HJF7 
Luis Ricardo Carvalheiros – 4218116 
Olaisio Menezes Lobato – B63ECA9 
Rafael de Jesus Dias – B869EI9 
Rui Sérgio Mendes de Oliveira Júnior – B690429 
 
TURMAS: EM9P18 E EM9Q18 
 
Ribeirão Preto 
2017 
 
 
SUMÁRIO 
 
INTRODUÇÃO .................................................................................................................... 3 
1 DESENVOLVIMENTO TEÓRICO ................................................................................ 4 
1.1 Turbina Tesla ................................................................................................................. 4 
1.2 Solid Edge ...................................................................................................................... 5 
1.2.1 Comandos utilizados para criação e montagem da turbina ............................................. 6 
2 ETAPAS DE CONSTRUÇÃO .......................................................................................... 8 
2.1 Vistas Explodidas e Projeto Final Montado .................................................................. 9 
3 CONCLUSÃO ................................................................................................................ 11 
4 REFERÊNCIAS ............................................................................................................. 12 
ANEXOS ........................................................................................................................... 13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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INTRODUÇÃO 
 
Dentre as várias áreas e máquinas estudadas na Engenharia Mecânica, destaca-se a 
construção de turbinas, equipamentos utilizados para converter energia mecânica e térmica 
oriunda de um fluido em trabalho de eixo, como em um motor de veículo. Apesar dos vários 
tipos, a forma básica de construção consiste em um rotor com palhetas ou pás ligado a um 
eixo que gira sobre mancais de deslizamento ou pastilha. 
As principais divisões das turbinas são baseadas em sua forma de operação, podendo-
se citar dentre elas as turbinas a vapor, eólicas, hidráulicas, a gás e aeronáuticas. Dentre as 
várias aplicações existentes, são consideradas como principais, as bombas, compressores, 
ventiladores, como também, turbinas utilizadas para geração de energia elétrica. 
Este trabalho tem por objetivo introduzir de forma sintética e apresentar a montagem 
da turbina elaborada por Nikola Tesla, utilizando um software de desenho desenvolvido pela 
empresa Siemens, chamado Solid Edge. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1 DESENVOLVIMENTO TEÓRICO 
 
1.1 Turbina Tesla 
 Patenteada por Tesla em 1913, a turbina de Tesla é uma turbina centrípeta de fluxo 
sem pás, assim chamada por utilizar o efeito chamado camada limite e não um fluido 
convencional como nas demais turbinas. 
 Esta turbina é composta por discos lisos, contendo bicos para aplicação de gás que se 
arrasta em virtude da viscosidade e aderência. Ao aplicar um jato de fluido tangencial ao 
plano dos discos, é criado um torque no eixo, sendo que o mesmo pode ser aproveitado, por 
exemplo, para bombas d’água e alternadores elétricos. O objetivo de Tesla era construir uma 
turbina capaz de captar os vapores encontrados em zonas geotérmicas na superfície terrestre e 
gerar energia. 
 Conforme Pereira (2007), 
Sua montagem compacta, em relação aos outros tipos de grupos motor/gerador 
existentes, revela sua aplicabilidade de geração de energia elétrica em localidades 
isoladas que disponham de uma fonte de energia primária. Esta turbina é composta 
de uma série de discos delgados, bem próximos um ao outro, com sua separação 
garantida por espaçadores, ambos montados em um eixo que compõem o rotor, este 
rotor e seus mancais são fixados em uma carcaça que compõe o corpo da turbina. 
 As Figuras 1.1 e 1.2 apresentam, respectivamente, uma vista em corte e frontal da 
turbina de Tesla e um exemplo de protótipo montado da mesma. 
Figura 1.1 – Turbina Tesla em corte e frontal 
 
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Figura 1.2 – Exemplo de protótipo montado Turbina Tesla 
 
 
 As patentes de Tesla e o seu trabalho teórico formam as bases dos sistemas atuais de 
potência em corrente alternada, inclusive foram de grande importância também para a 
Segunda Revolução Industrial. A seguir será apresentada uma introdução sobre o software 
utilizado para montagem da turbina. 
 
1.2 Solid Edge 
Conforme descrito no site da própria empresa criadora do software, a ferramenta Solid 
Edge consiste em, 
[...] um portfólio ferramentas de software acessíveis, fáceis de usar, que abordam 
todos os aspectos do processo de desenvolvimento de produto - desenho 3D, 
simulação, manufatura, gestão de projeto e muito mais, graças a um crescente 
ecossistema de aplicativos. O Solid Edge combina a velocidade e a simplicidade da 
modelagem direta com a flexibilidade e controle do desenho paramétrico - tornando 
possível com a tecnologia síncrona. (SIEMENS, 2017) 
 
 Através deste software pode-se, além de montar as peças, também fazer a simulação 
do funcionamento bem como a inserção de cargas para verificar a resistência das mesmas. Os 
desenhos podem ser criados de forma ordenada e/ou síncrona, conforme descrito a seguir: 
 
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 Ordenada: o processo de criação se iniciará com base em um esboço feito em duas 
dimensões (2D), que posteriormente originará um desenho em três dimensões (3D). 
Desta forma, o software permite que o usuário edite qualquer esboço feito 
anteriormente de forma separada dos demais, facilitando a criação de peças 
principalmente a iniciantes no programa; 
 Síncrona: o software combinará o modelamento direto com as dimensões alteráveis, 
isto significa que o desenho em 3D não dependerá mais do esboço em 2D, permitindo 
aos usuários alterarem a geometria da peça através de regras de criação e permissão. 
 O tópico a seguir apresenta o passo a passo de como a Turbina Tesla foi modelada no 
software para conclusão do trabalho. 
 
1.2.1 Comandos utilizados para criação e montagem da turbina 
 O desenho foi elaborado de forma ordenada, tendo como foco principal os seguintes 
comandos: 
 Sketch: utilizado para criar esboços, rascunhos em 2D que posteriormente serão 
transformados em 3D, neste comando é elaborada a base do desenho; 
 Protusion: baseado em um perfil fechado, como um esboço, é possível criar um sólido 
com altura e largura; 
 Round: utilizado para arredondar uma aresta, podendo-se definir o seu raio; 
 Cutout: retira material de um sólido com base em um perfil fechado; 
 Pattern: cria padrões retangulares ou circulares, por exemplo, ao invés de desenhar um 
círculo várias vezes em volta de um disco, este comando permite a construção de 
vários de uma vez só; 
 Move: utilizado para mover um elemento na área de trabalho de um ponto a outro; 
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 Hole: diferencia-se do comando Cutout no seguinte parâmetro, enquanto o anterior 
permite apenas retirar materiais de formas circulares, o comando Hole permite retirar 
material a partir de qualquer perfil fechado. 
 Existem outros comandos que podem ser utilizados, tais como, mirror, loft, chamfer, 
entre outros, que se sugere como objeto de estudo para futuros trabalhos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2 ETAPAS DE CONSTRUÇÃO 
 
As figuras 2.1, 2.2, 2.3 e 2.4 apresentam as peças para montagem da turbina e seus 
respectivos comandos utilizados parasua construção. 
Figura 2.1 – Arruela Espaçadora e Arruela 
 
 
Figura 2.2 – Disco e Eixo 
 
 
Figura 2.3 – Tampa Não Vazada e Tampa Vazada 
 
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Figura 2.4 – Carcaça Central 
 
 As vistas frontal, lateral e superior serão anexadas ao final do trabalho e postadas 
separadamente, devido a configuração das páginas geradas no programa. 
 
2.1 Vistas Explodidas e Projeto Final Montado 
 
 As figuras 2.5, 2.6 e 2.7 ilustram a montagem da turbina. 
Figura 2.5 – Vista Explodida 
 
 
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Figura 2.6 – Vista Explodida Lateral 
 
 
Figura 2.7 – Projeto Final Montado 
 
 
 O arquivo do projeto e o vídeo com a simulação da turbina foram enviados ao 
professor responsável pela Atividade Prática Supervisionada do semestre atual. 
 
 
 
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3 CONCLUSÃO 
O objetivo do projeto foi atingido, a Turbina de Tesla foi elaborada de acordo com o 
projeto solicitado utilizando-se o programa Solid Edge para montagem e simulação. 
Através do trabalho o grupo desenvolveu atividades que serão de grande importância 
em nossa carreira profissional, nas quais podemos citar o planejamento de tarefas, utilização 
das ferramentas disponíveis no programa utilizado e revisão bibliográfica em relação ao 
projeto, tais atividades fizeram com que o grupo aplicasse conteúdos expostos e explorados 
em sala de aula até o momento. 
Tudo isso contribuiu para continuarmos aprendendo a trabalhar em equipe, 
distribuindo atividades de acordo com o conhecimento de cada um e terminando o projeto 
com sucesso, obtendo o resultado esperado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4 REFERÊNCIAS 
 
PEREIRA, Rafael Avila. Projeto de uma turbina Tesla. Universidade Federal de 
Uberlândia, XIV Congresso Nacional de Estudantes de Engenharia Mecânica. Uberlândia: 
2007. Disponível em: < http://www.abcm.org.br/anais/creem/2007/PDF/0257.PDF>. Acesso 
em: 13 mai. 2017. 
Siemens. Solid Edge. Disponível em: < 
https://www.plm.automation.siemens.com/pt_br/products/solid-edge/>. Acesso em: 20 mai. 
2017. 
UNIP - Conhecimentos adquiridos no período letivo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ANEXOS 
 
 
 
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