Caio Fraga da Luz Rafael Araújo Lehmkuhl

Apresentação em tema: "Caio Fraga da Luz Rafael Araújo Lehmkuhl"— Transcrição da apresentação:

1 Caio Fraga da Luz Rafael Araújo Lehmkuhl
Turbinas Hidráulicas Caio Fraga da Luz Rafael Araújo Lehmkuhl EMC – CTC – UFSC – Introdução à Engenharia Mecânica –

2 Turbina Termo criado pelo professor de minas Claudie Burdin
Do latim "turbo" = Redemoinho

3 Para que servem? Transformar energia hidráulica em energia mecânica.
Hoje em dia a energia mecânica produzida é principalmente utilizada para gerar eletricidade.

4 Como funcionam? Um fluxo de água passa por um conjunto de pás fixadas ao redor de um aparato circular, fazendo-o girar. Elas basicamente convertem a energia cinética do fluido em energia mecânica através do torque. Essa energia mecânica geralmente é convertida em energia elétrica para a sua utilização em diversas finalidades.

5 Quando surgiu? Século III – Chemtou, Roma Usadas para acionar moinhos

6

7

8 E as Modernas? Século XVIII - França e Inglaterra
Energia Mecânica para as fábricas Instaladas em rios de rápida correnteza e quedas d’água Fábricas perto das turbinas Acionamento por eixos e correias

9 P = n.d.g.h.f Potência P = potência
n = eficiência da turbina (nas modernas é entre 85% e 99%) d = densidade da água g = aceleração da gravidade h = queda da água (altura) f = fluxo de água Observação: Estamos claramente descosiderando o componente de fluxo horizontal como no caso de rios com correnteza.

10 Classificação De Ação ou Impulsão De Reação
Pelton, Michel Banki e Turgo De Reação Hélio-centrípeta (radial-axial) - Francis Mista (diagonal) Axial - Kaplan

11 Pelton (Ou Jato Livre) Utiliza-se um ou mais jatos de água tangenciais que colidem com conchas presas ao redor do eixo do rotor. - Utiliza-se um ou mais jatos de água que colidem com conchas presas ao redor do eixo do rotor.- - As conchas possuem um vinco e formato característico para absorver o maximo possivel de energia cinética sem provocar jatos que possam prejudicar as demais conchas. - A depois de colidir com as pás a agua é escoada por um canal de fuga

12

13 As conchas possuem um vinco e formato característico para absorver o máximo possível de energia cinética. Isso a torna um dos modelos mais eficientes. Melhor aproveitadas para quedas altas (grande diferença de altura). Comparando-se com a vazão. O projeto é inadequado para vazões muito grandes.

14 Michell Banki (Ou Fluxo Cruzado)
Interior vazado com palhetas nas bordas Custo Relativamente Baixo Jato retangular de água atravessa o rotor 2 vezes.

15 Francis Turbina Radial-Axial de fora para dentro
Água entra por duto decrescente e é desviada por pás até o rotor central

16

17 Rotor com 1 a 10 m de diâmetro
Velocidades de 80 a 10 rpm Potência entre 10 e 750 MW Utilizada em quedas d'água de pequeno a grande porte Alta Eficiência

18 Controle de Fluxo Pás estáticas "fechadas" Pás estáticas "abertas"

19 Kaplan Formato axial. A única diferença estrutural em relação a Francis é o rotor em forma de propulsor de navio Perde eficiência com fluxos pequenos de água Pás com ângulos ajustáveis Quedas entre 20 m e 50 m

20 Kaplan de Bulbo É utilizada geralmente quando a turbina necessita ficar abaixo da linha de água tanto do reservatório de entrada como no de saída Possui uma cápsula de proteção geralmente metálica que abriga o eixo e o gerador elétrico

21

22 Utilização Em geral, decide-se pela utilização de uma ou outra turbina em função da altura da queda d'água: Roda d'água: 0,2 < H < 4 Parafuso de Arquimedes: 1 < H < 10 Kaplan: 2 < H < 40 Francis: 10 < H < 650 Pelton: 50 < H < 1300 Turgo: 50 < H < 250 (H = Diferença de Altura em metros)

23

24 Usinas Hidrelétricas Forma mais comum da utilização de Turbinas Hidráulicas Utiliza quedas d'água e grandes correntezas para a movimentação das turbinas Principal forma de geração de energia no Brasil Principais no país: Usina Binacional de Itaipu MW Usina Hidrelétrica de Tucuruí MW Usina Hidrelétrica de Belo Monte (contrução) MW Usina Hidrelétrica São Luiz do Tapajós (projeto) MW

25

26