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D2 sistemas elétricos-WOLNEY COSTA

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1. O que são turbinas? 
 
R: São equipamentos projetados para transformar força e pressão da água em energia 
elétrica. Existem diversos tipos de turbinas, sendo os 
principais: Turbina Francis, Turbina Pelton e Turbina Kaplan. Esses três modelos e suas 
variações podem ser aplicados em quase todos os projetos de usinas. 
 
2. Explique o princípio de funcionamento das turbinas a vapor. 
 
R: Turbinas á vapor são máquinas térmicas que transformam energia do escoamento 
contínuo do fluido em energia mecânica por meio de rotação. ... Com a expansão 
do vapor a energia potencial é convertida em energia cinética e posteriormente será 
novamente transformada pelas palhetas do rotor em energia mecânica 
 
3. Explique o princípio de funcionamento das turbinas a gás. 
 
R: Este conjunto opera em um ciclo aberto, ou seja, o fluido de trabalho (ar) é admitido 
na pressão atmosférica e os gases de escape, após passarem pela turbina, são 
descarregados de volta na atmosfera sem que retornem à admissão. 
 
4. Explique o princípio de funcionamento e aplicação das turbinas hidráulicas Pelton. 
 
R: Nas turbinas Pelton não há palhetas estáticas e sim um conjunto de bocais ou 
injectores, cada qual com uma agulha móvel (semelhante a uma válvula) para controlar 
a vazão. Nessas turbinas, a pressão da água é primeiro transformada em energia cinética 
pelo bocal, que acelera a água até uma alta velocidade. 
 
5. Explique o princípio de funcionamento e aplicação das turbinas hidráulicas Francis 
 
R: É uma turbina de reação, com eficiência na faixa de 90%. Utilizada para alturas de 
20 a 700 m, essa ampla faixa de aplicação a faz o tipo de turbina mais usada no mundo. 
Nas turbinas Francis o rotor fica internamente ao distribuidor, de modo que a água, ao 
atravessar o rotor, aproxima-se do eixo. 
 
 
 
6. Explique o princípio de funcionamento e aplicação das turbinas hidráulicas 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Fluido
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ar
https://pt.wikipedia.org/wiki/Press%C3%A3o_atmosf%C3%A9rica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Atmosfera
Kaplan. 
 
R: Turbina Kaplan é projetada para aplicações de baixa pressão de água. Ela tem hélice 
como lâminas, mas funciona apenas para trás. Em vez de deslocar a água axialmente 
usando a potência do eixo e criando impulso axial, a força axial da água atua nas lâminas 
da turbina Kaplan e gerando a potência do eixo. 
 
7. Explique o princípio de funcionamento das turbinas eólicas. 
 
R: Os aerogeradores, ou turbinas eólicas, são compostos por pás que giram com a força 
do vento, fazendo girar o eixo do gerador, ou seja a energia cinética do vento é 
transformada em energia mecânica. Esta é depois convertida em eletricidade num 
gerador ligado ao eixo do rotor, onde estão inseridas as pás. 
 
8. Explique como é feita a geração de energia elétrica através da hidreletricidade. 
 
R: As usinas hidroelétricas funcionam através da pressão da água que gira a turbina, 
transformando a energia potencial em energia cinética. Depois de passar pela turbina o 
gerador transforma a energia cinética em energia elétrica. 
 
9. Explique o conceito de bacia hidrográfica. 
 
R: A bacia hidrográfica ou bacia de drenagem de um curso d'água é a área onde, devido 
ao relevo e geografia, a água da chuva escorre para um rio principal e seus afluentes. 
 
10. O que significa regularização de vazões? 
 
R: A regularização de vazões através de reservatório é efetuada acumulando-se, total ou 
parcialmente, os deflúvios da enchente visando a atender às demandas durante o período 
de estiagem. Tais reservatórios são ditos de acumulação de água, e diferem dos 
reservatórios de distribuição e de atenuação de cheias. 
 
11. Explique a diferença entre ciclo hidrológico e hidrologia. 
 
R: O ciclo da água, conhecido cientificamente como o ciclo hidrológico, refere-se à troca 
contínua de água na hidrosfera, entre a atmosfera, a água do solo, águas superficiais, 
subterrâneas e das plantas. A ciência que estuda o ciclo hidrológico é a hidrologia. 
 
12. Enumere os motivos que tem levado o Brasil a, atualmente, incentivar as UHE menores, 
as chamadas PCH`s (Pequenas Centrais Hidrelétricas). 
 
R: Por serem menores, essas centrais de energia são mais baratas de construir e causam 
um dano ambiental menor, pois não alagam grandes áreas, preservando o habitat natural 
das espécies que vivem próximas a elas, além disso, podem ser construídas em rios com 
menor vazão, onde esses, proporcionam para a descentralização da geração de 
eletricidade no país. 
 
13. Explique a expressão: P =TOT . g . Q . H 
R: 
P = potência elétrica (kW) 
TOT = rendimento total do conjunto (turbina e gerador) 
g = aceleração da gravidade: 9,8 m/s2 
Q = vazão (m3 /s) 
H = queda líquida (m), que é igual à queda bruta menos as perdas no circuito hidráulico 
 
14. Explique o princípio de funcionamento de uma termelétrica a vapor.; 
 
R: O combustível é queimado em uma fornalha e o calor é transferido para a água em 
uma caldeira com o objetivo de gerar vapor d'água em altas temperaturas. O vapor é 
deslocado para uma turbina onde o impacto do vapor com suas pás gera a rotação do 
eixo da turbina. 
 
15. Quais os principais combustíveis utilizados em uma termelétrica a vapor? 
 
R: Os principais combustíveis usualmente aplicados nas centrais a vapor são o óleo, o 
carvão, a biomassa (madeira, bagaço de cana, lixo,...) e derivados pesados de petróleo. 
Os principais combustíveis usados nas máquinas térmicas a gás são o gás natural e o 
óleo Diesel. 
 
16. Explique o princípio de funcionamento de uma termelétrica em ciclo combinado (gás / 
vapor). 
 
R: A queima de combustível gera calor que transforma o líquido em vapor na caldeira. 
O vapor se expande (pressão passa de alta à baixa) na turbina a vapor, gerando energia. 
O vapor que sai da turbina vai ao condensador, onde calor é retirado e se obtém líquido. 
O líquido é bombeado de volta a caldeira, fechando o ciclo. 
 
17. Enumere as principais características de operação e econômicas das termelétricas em 
ciclo combinado. 
 
1. A energia elétrica é produzida em geradores distintos, ligados respectivamente a cada turbina: 
a gás e a vapor; 
2. Apesar do aproveitamento dos gases quentes, o ciclo permanece aberto, com a descarga dos 
gases para a atmosfera após passarem pela caldeira de recuperação. No entanto, neste caso, a 
temperatura dos gases exauridos para o ambiente é bem menor, variando em função do 
combustível empregado, de 60 a 1200C; 
3. O ciclo de vapor, por sua vez, é normalmente fechado. Após acionar a turbina, o vapor passa 
por um condensador e é reaproveitado como água de alimentação da caldeira de recuperação; - 
4. As usinas termelétricas em ciclo combinado, em função da independência das unidades a gás 
e a vapor, podem ter sua implementação e operação escalonados. Em outras palavras, as turbinas 
a gás, que normalmente são entregues em um prazo mais curto, podem ser postas em operação 
em ciclo simples com antecedência, enquanto a turbina a vapor e os complementos do ciclo são 
instalados 
 
18. Explique o princípio de funcionamento de uma termelétrica nuclear. 
 
R: Usinas termelétricas produzem energia a partir da queima de carvão, óleo 
combustível e gás natural em uma caldeira, ou pela fissão de material radioativo (como 
o urânio). O calor gerado a partir destes elementos transforma em vapor a água presente 
em tubos localizados nas paredes da caldeira.
19. Explique o princípio de funcionamento de um sistema solar de aquecimento. 
 
R: Um sistema básico de Aquecimento de água por Energia Solar é composto de 
coletores solares (placas) e reservatório térmico (Boiler). ... Nesse sistema, a água dos 
coletores fica mais quente e, portanto, menos densa que a água no reservatório. Assim a 
água fria “empurra” a água quente gerando a circulação. 
 
20. Explique o princípio de funcionamento

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