Motor_a_vapor

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Motor a Vapor
Tipo Máquina térmica
Motor a vapor
Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.
O motor a vapor, também chamado de
máquina a vapor e turbina a vapor, é
um tipo de máquina térmica que explora a
pressão do vapor. Todas as máquinas
térmicas funcionam baseadas no princípio
de que o calor é uma forma de energia, ou
seja, pode ser utilizado para produzir
trabalho, e seu funcionamento obedece às
leis da termodinâmica. Embora a invenção
do motor de combustão interna no final do
século XIX parecesse ter tornado obsoleta
a máquina a vapor, ela ainda hoje é muito utilizadaː por exemplo, nos reatores
nucleares que servem para a geração de eletricidade.
No caso da máquina a vapor, o fluido de trabalho é o vapor de água sob alta pressão
e a alta temperatura. O funcionamento da turbina a vapor baseia-se no principio de
expansão do vapor, gerando diminuição na temperatura e energia interna; essa
energia interna perdida pela massa de gás reaparece na forma de energia mecânica,
pela força exercida contra um êmbolo.
História
Primeiras aplicações
Principais máquinas a vapor
Eolípila
Motor a vapor de Thomas Savery
Motor a vapor de Thomas Newcomen
Motor a vapor de James Watt
Locomotivas a vapor
Classificação
Eficiência
Componentes
Carcaça
Mancais
Rotor
Palhetas
Labirintos
Índice
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Walschaert_gear_reversing.gif
https://pt.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_t%C3%A9rmica
https://pt.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_t%C3%A9rmica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Press%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Vapor
https://pt.wikipedia.org/wiki/Calor
https://pt.wikipedia.org/wiki/Energia
https://pt.wikipedia.org/wiki/Trabalho_(f%C3%ADsica)
https://pt.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A2mica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_de_combust%C3%A3o_interna
https://pt.wikipedia.org/wiki/S%C3%A9culo_XIX
https://pt.wikipedia.org/wiki/Reator_nuclear
https://pt.wikipedia.org/wiki/Gera%C3%A7%C3%A3o_de_eletricidade
https://pt.wikipedia.org/wiki/Fluido
https://pt.wikipedia.org/wiki/Vapor_de_%C3%A1gua
https://pt.wikipedia.org/wiki/Temperatura
https://pt.wikipedia.org/wiki/Turbina_a_vapor
https://pt.wikipedia.org/wiki/G%C3%A1s
https://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_mec%C3%A2nica
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%8Ambolo
Triciclo Chariot à feu ("carrinho à fogo") ou
Fardier ("carroça") de Joseph Cugnot.
[1]
Dias atuais
Ver também
Referências
Ligações externas
A primeira máquina a vapor relatada, foi
a eolípila (também chamada de "bola de
vento"), criada por Heron de Alexandria
no século I. Em 1698, Thomas Savery,
engenheiro militar inglês, criou um motor
que leva seu nome que poderia ser
utilizado dentro das fábricas, sendo
considerado uma das evoluções iniciais
da revolução industrial. Em 1712,
Thomas Newcomen projetou uma nova
máquina que poderia ser utilizada dentro
de minas de carvão, a qual, apesar de
mais lenta que as anteriores, podia tanto elevar água quanto cargas mais pesadas e
tinha um custo de capital muito menor (uma vez que substituía os cavalos que eram
usados no trabalho). Em 1769, Joseph Cugnot criou um triciclo
[1]
 movido a vapor
[2]
,
que é considerado o primeiro carro a vapor construído.
[3]
 O veículo de Cugnot
envolveu-se naquele que é tido como o primeiro acidente rodoviário motorizado da
história.
[4]
 Todavia, foi no ano de 1777 que o motor a vapor mais importante foi
criado, quando James Watt, fabricante de instrumentos londrino, aperfeiçoou o motor
a vapor de Newcomen. Após perceber uma falha no projeto da mesma, que era o
tempo gasto, demasiadamente elevado, para ter o aquecimento, tanto do vapor
quanto do combustível, em um mesmo cilindro. melhorando o projeto, criou assim
um segundo cilindro.
Uma das primeiras utilizações da máquina a vapor foi para fabricação de tecidos,
onde a água acumulada nas minas de ferro e de carvão era aquecida para gerar
vapor. Graças a essas máquinas, a produção de mercadorias aumentou muito. E os
lucros dos burgueses donos de fábricas cresceram na mesma proporção. Por isso, os
empresários ingleses começaram a investir na instalação de indústrias. As fábricas
se espalharam rapidamente e provocaram mudanças tão profundas que os
historiadores atuais chamam aquele período de Primeira Revolução Industrial
[5][6][7]
O modo de vida e a mentalidade de milhões de pessoas se transformaram, numa
velocidade espantosa. O mundo novo do capitalismo, da cidade, da tecnologia e da
mudança incessante triunfou. As máquinas a vapor bombeavam a água para fora das
minas de carvão. Eram tão importantes quanto as máquinas que produziam tecidos.
As carruagens viajavam a 12 quilômetros por hora e os cavalos, quando se cansavam,
tinham de ser trocados durante o percurso. Um trem da época alcançava 45
quilômetros por hora e podia seguir centenas de quilômetros. Assim, a Revolução
História
Primeiras aplicações
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:PSM_V12_D273_Cugnot_steam_engine.jpg
https://pt.wikipedia.org/wiki/Carro%C3%A7a
https://pt.wikipedia.org/wiki/Eol%C3%ADpila
https://pt.wikipedia.org/wiki/Heron_de_Alexandria
https://pt.wikipedia.org/wiki/Thomas_Savery
https://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_a_vapor_de_Thomas_Savery
https://pt.wikipedia.org/wiki/Revolu%C3%A7%C3%A3o_industrial
https://pt.wikipedia.org/wiki/Thomas_Newcomen
https://pt.wikipedia.org/wiki/Custo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Capital_(economia)
https://pt.wikipedia.org/wiki/Cavalo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Trabalho_(economia)
https://pt.wikipedia.org/wiki/Joseph_Cugnot
https://pt.wikipedia.org/wiki/Triciclo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Carro_a_vapor
https://pt.wikipedia.org/wiki/Acidente_rodovi%C3%A1rio
https://pt.wikipedia.org/wiki/James_Watt
https://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_a_vapor_de_Newcomen
https://pt.wikipedia.org/wiki/Cilindro_(motor)
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ind%C3%BAstria_t%C3%AAxtil
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81gua
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ferro
https://pt.wikipedia.org/wiki/Carv%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Mercadoria
https://pt.wikipedia.org/wiki/Lucro
https://pt.wikipedia.org/wiki/Burguesia
https://pt.wikipedia.org/wiki/Historiador
https://pt.wikipedia.org/wiki/Primeira_Revolu%C3%A7%C3%A3o_Industrial
https://pt.wikipedia.org/wiki/Capitalismo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Tecnologia
https://pt.wikipedia.org/wiki/Tecido
https://pt.wikipedia.org/wiki/Trem
Industrial tornou o mundo mais veloz. Como essas máquinas substituíam a força dos
cavalos, convencionou-se medir a potência desses motores em HP (do inglês horse
power, "cavalo-força").
Era simplesmente uma caldeira de água, normalmente em formato de um sólido de
revolução (como uma esfera) que girava mediante seu aquecimento. O vapor gerado
era expelido por orifícios laterais que criavam um impulso na caldeira fazendo-a
girar, uma descrição mais detalhada do funcionamento dessa máquina pode ser vista
no seu respectivo verbete.
O motor a vapor de Thomas Savery foi um modelo rudimentar de motor inventado
em 1698, com o objetivo de bombear água do interior das minas de carvão
inundadas,
[11]
 que deu origem ao motor a vapor, após ser aperfeiçoada por Thomas
Newcomen em 1712 e por James Watt em 1777, o que possibilitou Richard Trevithick
inventar a locomotiva em 1801.
[12]
O motor a vapor de Thomas Newcomen foi inventado por Thomas Newcomen em
1712 e é também chamado de máquina atmosférica de Newcomen. O motor é
operado pelo vapor de condensação introduzido no cilindro, criando assim um vácuo
parcial, permitindo assim que a pressão atmosférica empurre o pistão para dentro do
cilindro. Foi o primeiro dispositivo prático a aproveitar o vapor para produzir
trabalho mecânico.
[13]
 Os motores de Newcomen foram usados em toda a Grã-
Bretanha e Europa, principalmente para bombear água para fora das minas.
Centenas foram construídas ao longo do século XVIII.
[14]
O motor a vapor de James Watt era muito parecida com a de Newcomen, todavia
existia uma segunda câmara ("câmara da condensação"), onde era criado o vácuo.Esta modificação foi muito eficaz, pois permitia que o pistão ficasse à mesma
temperatura que o vapor, logo não haveria troca de calor entre eles, fazendo com
que não houvesse perda de energia. Outra vantagem seria a de resfriamento, pois a
câmara de condensação separada poderia ficar em uma temperatura mais baixa,
necessitando de um resfriamento menor.
[carece de fontes?]
Principais máquinas a vapor
Eolípila
Motor a vapor de Thomas Savery
Motor a vapor de Thomas Newcomen
Motor a vapor de James Watt
Locomotivas a vapor
https://pt.wikipedia.org/wiki/Cavalo-vapor
https://pt.wikipedia.org/wiki/Caldeira
https://pt.wikipedia.org/wiki/Esfera
https://pt.wikipedia.org/wiki/Impulso
https://pt.wikipedia.org/wiki/Motor
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81gua
https://pt.wikipedia.org/wiki/Mina_(minera%C3%A7%C3%A3o)
https://pt.wikipedia.org/wiki/Carv%C3%A3o_mineral
https://pt.wikipedia.org/wiki/Thomas_Newcomen
https://pt.wikipedia.org/wiki/James_Watt
https://pt.wikipedia.org/wiki/Richard_Trevithick
https://pt.wikipedia.org/wiki/Locomotiva_a_vapor
https://pt.wikipedia.org/wiki/Thomas_Newcomen
https://pt.wikipedia.org/wiki/Condensa%C3%A7%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Cilindro_(motor)
https://pt.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1cuo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Press%C3%A3o_atmosf%C3%A9rica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Pist%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Trabalho_(f%C3%ADsica)
https://pt.wikipedia.org/wiki/Gr%C3%A3-Bretanha
https://pt.wikipedia.org/wiki/Europa
https://pt.wikipedia.org/wiki/Mina_(minera%C3%A7%C3%A3o)
https://pt.wikipedia.org/wiki/S%C3%A9culo_XVIII
https://pt.wikipedia.org/wiki/James_Watt
https://pt.wikipedia.org/wiki/Wikip%C3%A9dia:Livro_de_estilo/Cite_as_fontes
Eolípila em funcionamento.
Motor a vapor de Thomas
Savery.
A criação do motor a vapor fomentou o
desenvolvimento de locomotivas a vapor e ferrovias,
que também foram muito importantes para a revolução
industrial. A ideia de um trem a vapor veio desde 1698
com Thomas Savery, porém só se tornou realidade
após a criação da máquina de Watt. Entretanto James
Watt não tinha o capital necessário para colocar em
prática a sua máquina. Foi então que veio Richard
Trevithick, que combinou a máquina de Watt e os
transportes a carvão existentes (rudimentares) e criou
a primeira locomotiva a vapor no ano de 1804 para a
Penydarrem Iron Works em Gales.
Dentro do motor das locomotivas acontece a
combustão do carbono e hidrogênio provenientes do
carvão e do oxigênio do ar, produzindo calor. Porém
um efeito negativo desta reação é ser uma grande
causadora da poluição atmosférica. A energia química
da reação é transformada em energia térmica que é,
então, convertida em energia mecânica, que
corresponde à força motriz de funcionamento das
locomotivas a vapor.
Há várias classificações para os motores a vapor,
segue abaixo algumas delas:
Eixo do motor: Os motores a vapor podem ser
classificados por horizontais ou verticais, sendo esta
classificação baseada na direção do eixo do cilindro.
1. Horizontais: Motores com eixos do cilindro na
horizontal.
2. Verticais: Motores com os eixos do cilindro na
vertical.
Velocidade do motor: existem três classificações
para os motores a vapor dependendo de suas
velocidades, sendo:
1. Motores de Alta velocidade: motores com velocidade
maior ou igual a 250 RPM (rotações por minuto).
2. Motores de Velocidade Mediana: Motores com
velocidade entre 100 a 250 RPM.
3. Motores Lentos: Motores com velocidade menor que
100 RPM.
Trabalho baseado na expansão ou não
expansão:
Classificação
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Aeolipile_Engine_Animation_with_steam.gif
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Motor_a_vapor_de_Thomas_Savery.png
https://pt.wikipedia.org/wiki/Thomas_Savery
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ferrovia
https://pt.wikipedia.org/wiki/Revolu%C3%A7%C3%A3o_industrial
https://pt.wikipedia.org/wiki/Thomas_Savery
https://pt.wikipedia.org/wiki/James_Watt
https://pt.wikipedia.org/wiki/Richard_Trevithick
https://pt.wikipedia.org/wiki/Gales
https://pt.wikipedia.org/wiki/Combust%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Carbono
https://pt.wikipedia.org/wiki/Hidrog%C3%AAnio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Carv%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Oxig%C3%AAnio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ar
https://pt.wikipedia.org/wiki/Polui%C3%A7%C3%A3o_atmosf%C3%A9rica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_qu%C3%ADmica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_t%C3%A9rmica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_mec%C3%A2nica
https://pt.wikipedia.org/wiki/For%C3%A7a_motriz
https://pt.wikipedia.org/wiki/Eixo_(mec%C3%A2nica)
https://pt.wikipedia.org/wiki/Rota%C3%A7%C3%B5es_por_minuto
Motor a vapor de Thomas
Newcomen.
Motor a vapor de James Watt.
Locomotiva de Richard
Trevithick, 1802.
Vídeos de motores...
... a vapor em funcionamento.
1. Motores expansivos: O vapor é introduzido em todo
o curso do pistão, a movimentação do mesmo é
causa pela alta pressão do vapor que resulta na
movimentação do vapor de uma ponta a outra do
pistão até sair.
2. Motores não expansivos: O vapor é introduzido em
apenas uma parte do curso do pistão, em seu
interior ocorre a expansão .
Motores expansivos possuem um rendimento maior
que os não expansivos, porém o trabalho gerado por
cada impulso pelo segundo é maior. Logo, se a
eficiência é o mais importante deve-se usar um motor
expansivo e se for necessário uma grande quantidade
de energia o motor não expansivo é o recomendado.
Escape do motor:
1. Para atmosfera: O vapor é liberado na atmosfera,
cuja pressão é maior ou igual a pressão atmosférica,
logo não é possível que este vapor seja reutilizado
para outro ciclo do motor a vapor.
2. Condensador: Estes motores liberam vapor a uma
quantidade de 0.05 bar dentro dos condensadores,
que é então condensado e mandado novamente
para a caldeira pela bomba de alimentação(o vapor
é reutilizado).
Número Cilindros:
1. Motor a vapor simples: A conversão da energia
térmica em energia mecânica acontece em apenas
um estágio, tendo um cilindro e um pistão.
2. Motor a vapor composto: A conversão da energia
térmica em energia mecânica acontece em dois
estágios, sendo um com alta pressão e outro com
baixa pressão.
3. Motor a vapor de expansão tripla: A conversão da
energia térmica em energia mecânica acontece em
três cilindros/pistões sucessivamente.
4. Motor a vapor de expansão quadrupla: A conversão
da energia térmica em energia mecânica acontece
em quatro cilindros/pistões.
Número de estágios de expansão:
1. Estágio individual
2. Dois estágios
3. Três estágios
4. Quatro estágios
Campo de aplicação:
Reproduzir conteúdo
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https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Newcomen_atmospheric_engine_animation.gif
https://pt.wikipedia.org/wiki/Thomas_Newcomen
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Watt_steam_pumping_engine.JPG
https://pt.wikipedia.org/wiki/James_Watt
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Locomotive_trevithick.jpg
https://pt.wikipedia.org/wiki/Richard_Trevithick
https://pt.wikipedia.org/wiki/Impulso
https://pt.wikipedia.org/wiki/Atmosfera
https://pt.wikipedia.org/wiki/Condensador_(transfer%C3%AAncia_de_calor)
https://pt.wikipedia.org/wiki/Bar_(unidade)
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fa/Steam_engine_operating.ogv
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cc/Steam_engine_in_Science_Museum_Power_gallery.ogv
Máquina a vapor de James
Watt.
Carro a vapor Standard Steam
Car (também denominado
Scott-Newcomb. EUA,
1920).
[8]
Moderno carro a vapor
projetado por Edward
Pritchard (1930-2007)
exposto, em março de 1975,
no Melbourne International
Motor Show.
[9][10]
1. Motores estacionários
2. Motores marinhos
3. Motores de locomotivas
Tipo de Administração (em inglês, Governing) :
1. Throttle Governing: É o método onde a velocidade
do motor é controlado pelos meios da válvula dentro
do tubo de vapor que regula a pressão do vapor
entrando no motor.
2. Automatic Cut-Off Governing: É o método no qual o
administrador controla aporcentagem certa de
vapor que deve entrar no cilindro, a pressão do
vapor que entra no motor é mantida constante.
A eficiência de um motor a vapor pode ser
representada pelo rendimento de máquinas térmicas, o
qual depende basicamente de três grandezas:
o calor de uma fonte quente (Q1)
o calor de uma fonte fria (Q2)
trabalho gerado (W)
Pela primeira lei da termodinâmica, conservação de
energia, temos a transformação de calor fornecido
(Q1) em trabalho (W), energia que será utilizada, e
uma outra energia representada por ΔU (variação de
energia interna) que representa a energia perdida no
processo, tendo assim a formula a seguir:
Porém, dado que em um ciclo completo o ΔU deve ser
0, é, portanto, possível descobrir o trabalho(W)
substituindo este valor na formula acima, resultando em:
Desta forma, tem-se que o rendimento da máquina térmica é dado pela razão entre o
trabalho gerado(W) com o calor retirado da fonte quente(Q1). Com base nas
equações acima descritas, chega-se às seguintes equações para representar o
rendimento:
Eficiência
Componentes
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:20070616_Dampfmaschine.jpg
https://pt.wikipedia.org/wiki/James_Watt
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:1920_scott.jpg
https://pt.wikipedia.org/wiki/Carro_a_vapor
https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Standard_Steam_Car&action=edit&redlink=1
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Advanced_Pritchard_steam-powered_car_in_March_1975_at_the_Melbourne_International_Motor_Show.png
https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Edward_Pritchard&action=edit&redlink=1
https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Melbourne_International_Motor_Show&action=edit&redlink=1
https://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_estacion%C3%A1rio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Propuls%C3%A3o_naval
https://pt.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula_(motor)
https://pt.wikipedia.org/wiki/Primeira_lei_da_termodin%C3%A2mica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Conserva%C3%A7%C3%A3o_de_energia
https://pt.wikipedia.org/wiki/Trabalho_(f%C3%ADsica)
https://pt.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_t%C3%A9rmica
Turbina a vapor.
Locomotiva com turbina a vapor.
[15]
 
[16]
Navio (SS Conte di Savoia) propulsionado por
turbinas a vapor.
Construtivamente as partes principais são:
Feita de aço fundido e usinado
internamente, montada na horizontal. A
espessura da carcaça pode ultrapassar
150 milímetros na região de alta pressão.
A função da carcaça é conter todo o
conjunto rotativo, composto pelo eixo e
pelas palhetas, e adicionar as tubeiras
(nozzles) fixos.
Embora a função seja simples, o projeto
mecânico da carcaça é bastante complexo
e crítico para o bom funcionamento da
turbina a vapor. A principal razão disto, é
a alta temperatura que a turbina funciona,
e as pequenas folgas entre as partes fixas
e as partes rotativas.
Quando o vapor entra na turbina, a alta
temperatura, ocorre uma grande dilatação
do material, que pode facilmente exceder
15 milímetros dependendo do tamanho da
turbina. Quando ocorre esta dilatação
térmica, há o risco de as folgas entre as
partes fixas e móveis serem reduzidas a
ponto de haver roçamento, e consequentemente, desgaste ou mesmo ruptura das
palhetas.
Também, devido a grande espessura da parede, há grandes gradientes térmicos. A
parte interna, em contato com o vapor, se dilata mais, devido à alta temperatura. A
parte externa da parede, em contato com o ambiente, se dilata menos. Essa
diferença entre a dilatação do material na parte interna e externa da parede dá
origem a fortes tensões que podem causar distorção ou fadiga térmica.
Na carcaça são montados um conjunto de 2 a 4 mancais, dependendo do tamanho da
turbina. Os mancais podem ser ainda:
de guia: são os que suportam o peso do eixo e o carregamento radial. Permitem
que ele tenha movimento giratório livre de atrito.
de escora: suportam a carga axial decorrente do "choque" do vapor com as
palhetas. É montado no sentido horizontal.
Os mancais de turbinas a vapor não usam rolamentos. Eles são do tipo
hidrodinâmico, em que o eixo flutua sobre um filme de óleo em alta pressão que é
causada pelo próprio movimento do eixo, relativo à parede do mancal.
Carcaça
Mancais
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Steam_turbines;_a_practical_and_theoretical_treatise_for_engineers_and_students,_including_a_discussion_of_the_gas_turbine_(1917)_(14779694074).jpg
https://pt.wikipedia.org/wiki/Turbina_a_vapor
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Ljungstr%C3%B6m_steam_turbine_locomotive_with_air_preheater_1925.jpg
https://pt.wikipedia.org/wiki/Locomotiva_com_turbina_a_vapor
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:%C2%ABConte_Di_Savoia%C2%BB_durante_la_guerra.jpg
https://pt.wikipedia.org/wiki/SS_Conte_di_Savoia
https://pt.wikipedia.org/wiki/A%C3%A7o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Fundi%C3%A7%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Usinagem
https://pt.wikipedia.org/wiki/Mil%C3%ADmetro
https://pt.wikipedia.org/wiki/Eixo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Palheta
https://pt.wikipedia.org/wiki/Tubeira
https://pt.wikipedia.org/wiki/Turbina_a_vapor
https://pt.wikipedia.org/wiki/Dilata%C3%A7%C3%A3o_t%C3%A9rmica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Gradiente
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ambiente
https://pt.wikipedia.org/wiki/Dilata%C3%A7%C3%A3o_t%C3%A9rmica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Turbina
https://pt.wikipedia.org/wiki/Peso
https://pt.wikipedia.org/wiki/Movimento
https://pt.wikipedia.org/wiki/Atrito
https://pt.wikipedia.org/wiki/Vapor
https://pt.wikipedia.org/wiki/Rolamento
https://pt.wikipedia.org/wiki/Hidrodin%C3%A2mica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Filme
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%93leo
Rotor de turbina a vapor.
O mancal também tem um sistema de selagem de óleo e de vapor. Este sistema de
selagem impede que vapores de óleo, ou de água, passem da turbina para o
ambiente. Normalmente o sistema é constituído de uma série de labirintos que
provocam uma perda de carga no fluxo de vapor, reduzindo o vazamento.
O rotor é a parte girante da turbina e responsável pela
transmissão do torque ao acoplamento. No rotor são
fixadas as palhetas, responsáveis pela extração de
potência mecânica do vapor. O rotor é suportado pelos
mancais, normalmente pelas extremidades. É fabricado
com aços ligados e forjados. Os materiais que são
empregados atualmente são ligas com altos percentuais
de níquel, cromo ou molibdênio. Nas máquinas mais
modernas, são feitos a partir de um lingote fundido à
vácuo, e depois forjado.
O eixo deve ser cuidadosamente balanceado e livre de imperfeições superficiais, que
podem funcionar com concentradoras de tensões, o que reduz a resistência à fadiga
do eixo.
Em uma das extremidades do eixo é feito o acoplamento, seja a um gerador elétrico,
ou a uma máquina de fluxo, como um ventilador, um compressor ou uma bomba.
Mas, devido a necessidade de se obter uma rotação diferente no acoplamento,
muitas vezes o eixo é ligado a uma caixa redutora de velocidade, onde a rotação da
turbina é aumentada ou reduzida, para ser transmitida ao acoplamento.
As palhetas são perfis aerodinâmicos, projetados para que se obtenha em uma das
faces uma pressão positiva, e na outra face uma pressão negativa. Da diferença de
pressão entre as duas faces é obtida uma força resultante, que é transmitida ao eixo
gerando o torque do eixo.
Os labirintos são peças aplicadas em turbinas a vapor com a finalidade de vedar a
carcaça sem atritar. São fabricados na grande maioria em alumínio e são bipartidos
radialmente para facilitar a manutenção da máquina. Internamente, eles são
aplicados para garantir o rendimento da turbina. Nos casos em que há mais de um
motor, o vapor não pode se dissipar dentro da carcaça para não perder energia e
baixar o rendimento da máquina. Os labirintos também são utilizados na vedação da
carcaça em relação ao ambiente externo, evitando também a dissipação do vapor
para a atmosfera.
Nas turbinas de grande porte, há a injeção de vapor nos labirintos, por meio de uma
tomada vinda da própria máquina, para equalizar as pressões egarantir a vedação
da carcaça.
Rotor
Palhetas
Labirintos
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Turbinenl%C3%A4ufer_Halle-Trotha_01.jpg
https://pt.wikipedia.org/wiki/Transmiss%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Torque
https://pt.wikipedia.org/wiki/A%C3%A7o-liga
https://pt.wikipedia.org/wiki/Forja
https://pt.wikipedia.org/wiki/Liga_met%C3%A1lica
https://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%ADquel
https://pt.wikipedia.org/wiki/Cromo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Molibd%C3%AAnio
https://pt.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1cuo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Fadiga_(engenharia)
https://pt.wikipedia.org/wiki/Gerador_el%C3%A9trico
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ventilador
https://pt.wikipedia.org/wiki/Compressor
https://pt.wikipedia.org/wiki/Bomba_hidr%C3%A1ulica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Caixa_redutora
https://pt.wikipedia.org/wiki/Aerodin%C3%A2mica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Press%C3%A3o_negativa
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https://pt.wikipedia.org/wiki/Labirinto
https://pt.wikipedia.org/wiki/Alum%C3%ADnio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Tomada
Atualmente, a energia gerada pelo vapor não é mais utilizada como antigamente,
tendo sido substituída pelas máquinas de combustão interna, pelos seguintes
motivos:
Perda muito significativa de energia na queima do carvão (entre 80 e 90% de toda
energia produzida pelo carvão não é utilizada), fazendo com que a eficiência da
máquina a vapor seja bem inferior aos motores atuais.
O carvão é nocivo à natureza.
O transporte da matéria-prima é muito mais prático quando falamos em óleos
combustíveis, que podem ser transportados por meio de tubos, do que o carvão
que ocupa um espaço muito maior e é necessário que sejam transportados por
navios ou trens.
Para que um trem movido a vapor possa operar, são necessárias vários horas para
que o motor aqueça e possa ser operado. No caso de motores a diesel, este
conseguem operar cerca de 1 minuto após acionados.
Entretanto, o vapor ainda é importante na geração de grande parte da energia
elétrica de muitos países. Um exemplo são as usinas nucleares, que utilizam calor de
reatores nucleares para produzir o vapor. Mais de 88% da energia elétrica dos
Estados Unidos é gerada pelo vapor. Porém, não são mais utilizados motores a vapor,
mas, sim, turbinas a vapor, cuja eficiência é maior.
Motor rotativo Quasiturbine
configurado 
para operar como motor a vapor.
[17]
Num reator nuclear, o calor produzido pelas
reações 
no núcleo, gera vapor que movimenta uma
turbina 
acoplada a um gerador.
Motor a vácuo
Motor de combustão interna
Motor elétrico
Motor Stirling
Dias atuais
Ver também
Referências
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https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%93leo_combust%C3%ADvel
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https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:QTpt6SteamTasse900px.jpg
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Ligações externas
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https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.pt
https://foundation.wikimedia.org/wiki/Condi%C3%A7%C3%B5es_de_Uso
https://books.google.co.uk/books?id=n97K02J6eQgC&printsec=frontcover&dq=The+dawn+of+innovation+the+first+American+Industrial+Revolution&hl=en&sa=X&ei=qqA-VZmtLcv0UuKag7gM&ved=0CCcQ6AEwAQ#v=onepage&q=newcomen%20in%201712&f=false
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