Buscar

Aula 5 Turbinas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 3, do total de 33 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 6, do total de 33 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 9, do total de 33 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Prévia do material em texto

Aula 5 -Turbinas
Tipos de Turbinas
Turbinas Hidráulicas
Partes de uma turbina
Gerador
Eixo
Rotor
Saída
Agua
Classificação
1) Quanto ao posicionamento do eixo
Horizontal 
Vertical 
Kaplan
Pelton
2) Quanto a direção de escoamento
Entra radial sai axial
Entra axial sai axial
Entra tangencial sai tangencial
Classificação
3) Quanto a forma dos canais entre as pás do rotor 
Movimento por Ação 
Movimento por Reação 
Classificação
3) Quanto a forma dos canais entre as pás do rotor 
Movimento por Ação 
Movimento por Reação 
Modelo Pelton
Ação 
Modelo Francis
Reação 
Modelo Kaplan
Reação
Aplicação
1) Turbina Pelton 
Locais com grande 
desnível e pequena vazão
2) Turbina Kaplan 
Locais com pequeno 
desnível e grande 
vazão
Aplicação
3) Turbina Francis 
Locais com grande 
desnível e grande vazão
Versátil
Turbina Francis
	A turbina Francis foi idealizada em 1849, tendo o nome do seu inventor, sendo que a primeira turbina foi construída pela firma J.M. Voith em 1873, passando desde então por aperfeiçoamentos constantes.
	Tem sido aplicada largamente, pelo fato das suas características cobrirem um grande campo de rotação específica. Atualmente se constroem para grandes aproveitamentos, podendo ultrapassar a potência unitária de 750 MW.
	É uma típica turbina de reação, pois recebe água sob pressão na direção radial e descarrega numa direção axial, havendo transformação tanto de energia cinética como de energia de pressão em trabalho; funciona com uma diferença de pressão entre os dois lados do rotor.
.	A vazão trazida até a turbina pelo conduto forçado é dirigida em direção radial para a roda e, ao sair, ganha uma direção axial indo para o canal de fuga através do tubo de sucção.	
	A roda Francis apresenta um íntimo contato com a água que percorre os seus canais, não sendo, por isto, recomendável o seu emprego em usinas cuja água possua alto teor de sólidos em suspensão, que acarretam excessivo desgaste da roda por erosão.
	As turbinas Francis podem ser instaladas de eixo horizontal ou vertical, sendo este ultimo mais comum nas usinas de grande potencia.
	A curvatura das pás é relativamente complexa seguindo perfis pré-estabelecidos conforme a admissão da água no rotor 	São as mais aplicadas no Brasil em usinas hidrelétricas como: Usina hidrelétrica de Itaipu,Tucuruí, Foz do areia, Salto Pilão, Furnas e outras que funcionam com cerca de 100 m de queda d'água.	
	A caixa caracol (espiral) para as turbinas de pequeno porte normalmente é fundida em aço ou ferro fundido e bi-partida para facilitar a montagem e desmontagem do conjunto. 
	É projetada de maneira a garantir descargas parciais iguais em todos os canais formados pelas pás do distribuidor. 	Para isso, sua seção é gradativamente decrescente no sentido do escoamento. 
	O distribuidor (ou sistema diretor) é constituído de um conjunto de pás dispostas em torno do rotor de maneira a ajustar um melhor ângulo de entrada para cada valor de vazão, diminuindo assim as perdas hidráulicas.	 	As pás possuem um eixo de rotação paralelo ao eixo da turbina e movimentam-se simultaneamente desde uma admissão máxima até o fechamento total.
Caixa caracol (espiral)
Turbina Pelton
 Essa turbina foi idealizada cerca de 1880 pelo americano Pelton de onde se originou o nome.
 São adequadas para operar entre quedas de 350 m até 1100 m, sendo por isto muito mais comuns em países montanhosos.
	Este modelo de turbina opera com velocidades de rotação menores que os outros, e tem o rotor de característica bastante distintas. O que se vê é o rotor ao centro, cercado por bocais. 	Cada bocal é controlado por um servo motor e tem uma válvula na forma de agulha para o controle da vazão. Os jatos de água ao se chocarem com as "conchas" do rotor geram o impulso.
 Dependendo da potência que se queira gerar podem ser acionados os 6 bocais simultaneamente, ou apenas cinco, quatro, etc..O número normal de bocais varia de dois a seis, igualmente espeçados angularmente para garantir um balanceamento dinâmico do rotor.
	Dependendo da potência que se queira gerar podem ser acionados os 6 bocais simultaneamente, ou apenas cinco, quatro, etc... O número normal de bocais varia de dois a seis, igualmente espeçados angularmente para garantir um balanceamento dinâmico do rotor.
	Um dos maiores problemas destas turbinas, devido à alta velocidade com que a água se choca com o rotor, é a erosão provocada pelo efeito abrasivo da areia misturada com a água, comum em rios de montanhas. As turbinas pelton, devido a possibilidade de acionamento independente nos diferentes bocais, tem uma curva geral de eficiência plana, que lhe garante boa performance em diversas condições de operação.
	Inicialmente, as turbinas eram montadas com eixo horizontal. Para acrescentar jatos e elevar a potência foram desenvolvidas turbinas com eixo vertical. Quanto maior o número de jatos, maior a potência útil que pode ser aproveitada, permitindo também a elevação da rotação e redução do diâmetro do rotor. 
O mecanismo de abertura e fechamento da agulha deve ser extremamente robusto e deve respeitar um tempo de comando adequado para que se evite efeitos dinâmicos no canal de alimentação (golpe de aríete).
Turbina Pelton.
Aplicação:
Usina Hidrelétrica Governador Pedro Viriato Parigot de Souza (PR) ● 4 máquinas 
Usina Hidrelétrica Henry Borden (SP) ● 14 máquinas 
Turbina Kaplan
	A tendência e também a necessidade de se obter rotores mais velozes levou a construção, por Victor Kaplan, das turbinas hélices.
	A seguir, decorrente de pesquisas e experiências que mostravam haver uma estreita relação entre as potencias das hélices das roda, a abertura das aletas e o rendimento, construiu-se uma turbina dotada de um dispositivo de regulagem que possibilitasse as hélices acompanharem a variação das aletas.
	Assim as turbinas deste tipo, com pás móveis no rotor, passaram a ser chamadas de turbinas Kaplan, enquanto as pás fixas receberam o nome de turbinas Hélice.
	Cada pá está individualmente presa à ogiva, possuindo movimento de rotação em torno de seus próprio eixo, mudando de ângulo. Este movimento é simultâneo para todas as pás.
	
	Essas turbinas são comuns em baixas quedas; pensa-se atualmente, estender seu campo de aplicação para saltos médios, em consideração a sua grande flexibilidade de ação frente às variações de capacidade e também às variações de velocidade e queda, graças às regulação das pás motrizes.
	Um novo conceito de turbina hélice: – pás reguláveis – 	Grandes vazões e alturas moderadas
	Turbina do tipo axial
	Rendimento elevado e praticamente constante 
	Pode ser utilizada com quedas de 3m à 60m
	Grande flexibilidade de operação frente as variações de vazão e também altura de queda
Aplicações
Usina Hidrelétrica de Ferreira Gomes (AP) – 3 máquinas; 
Usina Hidrelétrica de Estreito (MA/TO) – 8 máquinas;
Usina Hidrelétrica de Aimorés (MG/ES) – 3 máquinas;
Usina Hidrelétrica de Porto Estrela (MG) – 2 máquinas; 
Usina Hidrelétrica de Lajeado (TO) – 5 máquinas; 
Usina Hidrelétrica Eng. Souza Dias (MS/SP) – 14 máquinas; 
Usina Hidrelétrica Mário Lopes Leão (SP) - 3 máquinas;
Usina Hidrelétrica Monte Claro (RS)* - 2 máquinas; 
Usina Hidrelétrica 14 de Julho (RS)* - 2 máquinas
Referencia Bibliografica
ftp://mecanica.ufu.br/LIVRE/Daniel/FEMEC41066%20-%20Maquinas%20de%20Fluxo/Turbinas-Cap8/turbinas.pdf
https://www.youtube.com/watch?v=U2dU3ikHBjY

Outros materiais