Funcionamento das Usinas- ATIVIDADE DE FÍSICA 3º SEMESTRE

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AS USINAS TERMOELÉTRICAS 
Usam a água como fonte de trabalho, são capazes de 
funcionar com grande eficiência pelos rigorosos padrões 
ambientais. O processo começa com o gerador: Ao girar o 
eixo de seu gerador, pode se então gerar eletricidade. O 
gerador deriva momento de uma turbina a vapor, seria o 
coração da usina. Para ligar a turbina a vapor deve-se 
fornecer um vapor de alta pressão e alta temperatura na 
entrada da turbina. À medida que ela absorve energia do 
fluido de alta energia, sua pressão e temperatura caem em 
direção a saída. Suas pás, chamadas de Aerofólio ficam 
rodando no momento de trabalho. 
Usinas de alta capacidade costumam usar diferentes estágios de 
turbinas a vapor como: Como turbinas de alta pressão, turbinas de 
pressão intermediária e turbinas de baixa pressão. Assim se 
produz eletricidade a partidor do gerador. 
Esse processo pode ser repetido se trazer os vapores de volta a 
sua temperatura original, aumentando também sua pressão, com 
condensadores de pressão que ficam embaixo da turbina. A 
maneira correta também seria converter o vapor em líquido. Para 
isso pode se usar trocadores de calor com condensador que ficam 
embaixo da turbina de baixa pressão. 
Nesse processo entra o condensador, um fluxo de água fria 
flui através dos tubos. O vapor rejeita calor para esse fluxo 
líquido e fica condensado. Pode ser usado uma bomba de 
água de alimentação para aumentar a pressão dessa água. 
Com o uso da bomba, a pressão volta a seu estado original. 
Para trazer a temperatura a seu estado original, é preciso 
adicionar calor a saída a bomba com a ajuda de uma 
caldeira (geralmente caldeira de tubo de água). O carvão 
pulverizado é queimado dentro da caldeira. A água que 
entra inicialmente passa pape uma sessão do 
economizador, aqui a água captará energia do gás de 
combustão. A água então flui através de um canto inferior e 
depois através das paredes de água onde se transforma em 
vapor (cortina de água). O vapor puro é separado em um 
tambor de vapor, então o fluxo de trabalho volta ao seu 
estado original, com alta pressão e alta temperatura. Esse 
vapor pode ser reabastecido na turbina a vapor. Em geral 
esse ciclo pode ser repetido várias vezes para a produção 
contínua de energia. 
Falando agora sobre o Ciclo de Rankine - Uma usina que trabalha 
neste ciclo básico (n=20-25%) terá uma eficiência e capacidade 
baixa. Dessa forma, pode se aumentar o desempenho da usina 
com algumas técnicas simples. 1- Superaquecimento 2-
Reaquecimento 3- Aquecimento da água de alimentação. 
Superaquecimento - No caso de superaquecimento mesmo 
após a conversão do líquido em vapor é adicionado ainda 
mais calor e com isso o vapor se torna superaquecido. 
Quanto mais alta a temperatura do vapor mais eficiente é o 
ciclo. (Teorema de Carnot, máxima eficiência térmica 
possível). O superaquecimento é limitado a uma 
temperatura de aproximadamente 600°C. Reaquecimento-
Aumenta a temperatura do vapor novamente levando a 
uma saída de alta potência e mais eficiência, também 
diminuem a umidade (3%). Aquecedor de água de 
alimentação aberto- o vapor quente da turbina é 
misturado na água de alimentação. As bolhas de vapor 
geradas absorvem os gases dissolvidos e a mistura também 
pré-aquece a água de alimentação o que também ajuda a 
melhorar a eficiência. Todos esses processos fazem a usina 
moderna funcionar com uma eficiência de 40% a 45%. 
Usina de Energia Real- O líquido frio é fornecido no condensador 
com a ajuda de uma torre de resfriamento. A água aquecida da 
saída do condensador é pulverizada na torre de resfriamento o 
que induz uma corrente de ar natural e a água pulverizada perde 
calor. É por isso que um líquido mais frio é sempre fornecido na 
entrada do condensador. Do lado da adição de calor a queda de 
carvão produz muitos poluentes que não podem ser despejados 
diretamente na atmosfera portanto os gases de escape são limpos 
em um precipitador eletrostático, que utiliza placas com 
eletricidade estática de alta pressão para absorver as partículas 
poluentes. 
USINA HIDRELÉTRICA 
A água é fonte de energia para usinas hidrelétricas. 
Geralmente são compostas por barragens, reservatórios, 
casas de força, vertedouros e subestação. A energia de uma 
hidrelétrica é uma das mais limpas e seguras que existem 
com baixa poluição. Com um estudo para não poluir o 
meio ambiente, a água do rio é represada por barragens, 
que controlam o nível da represa. Se chover muito as 
comportas se abrem e dão vasão ao excesso de água. A 
água represada entra com grande pressão em um aqueduto 
e segue em direção as turbinas que são responsáveis pela 
geração de energia. A turbina é formada por pás. A água 
passa e gira essas pás que presas em um eixo, acionam o 
gerador da usina transformando energia mecânica em 
energia elétrica. O transformador aumenta a tensão da 
energia permitindo que ela viaje pelos fios e chegue até 
seus locais de destino. Toda a água utilizada é devolvida ao 
rio de mesma forma que estava antes de ser utilizada. 
ENERGIA NUCLEAR 
O processo começa dentro do núcleo do reator onde estão 
as varetas que contém urânio enriquecido (o elemento 
combustível). Lá acontece a fissão nuclear, que é a 
separação do núcleo do átomo. Ao se romper um átomo 
rompe o outro criando um efeito em cadeia e gerando 
assim energia calorífera. Em uma troca de calor, a água é 
aquecida dentro dos tubos gerando o vapor que faz gerar a 
turbina, e assim produzir energia elétrica com grande 
potência. O acesso as áreas precisam de dosímetros (para 
saber o nível de radiação), roupas específicas e treinamento 
anterior. 
KAMILLA DUTRA CORNEL – ATIVIDADE DE FÍSICA – 3º SEMESTRE DE ZOOTECNIA – 03/08/2021 - USINAS