Turbina Francis Fenômenos de Transporte de Massa, Energia e Momentum
Turbinas Hidráulicas: Formas Construtivas Turbina Francis Máquinas de fluxo de reação: Máquinas em que o trabalho está associado à variação de pressão e energia cinética no rotor Exemplo: turbina Francis: segundo norma NBR 6445, turbina de reação na qual o fluxo de água penetra radialmente no distribuidor e no rotor, no qual as pás são fixas. Outros: turbinas Kaplan e todas as bombas hidráulicas de fluxo Altura de queda entre 45 e 750m – competem com Kaplan e Pelton Grande parte da eletricidade gerada no Brasil
Turbina Francis Princípio de operação e partes principais Água atua simultaneamente em todas as pás Variação de 90o no escoamento entre entrada e saída
Turbina Francis Princípio de operação e partes principais Partes principais – segundo norma NBR 6445 Obs.: componentes adicionais (com relação à Pelton) maior rendimento (2%) projeto mais complexo e > custo de instalação, operação e manutenção
Turbina Francis Transformação de energia em turbinas de reação Comportamento das pressões e velocidades: Obs.: parte da energia de pressão -> energia cinética (no distribuidor) Obs1.: menores curvaturas das pás -> menos perdas no escoamento -> maiores rendimentos das turbinas de reação Obs2.: variação da direção do fluxo = esforços axiais no eixo Turbina Francis (azul) e gerador (vermelho)
Turbina Francis Representação gráfica e indiciação em rotores Francis Projeções parciais em planta e elevação (a de cima), em corte => projeção meridiana: Obs.: bombas – mesma indiciação
Turbina Francis Formas construtivas de rotores Francis Tabela: formas construtivas das turbinas Rotores correspondentes: projeção meridiana:
Turbina Francis Exemplo: usando as usinas. 1. rotor; caixa espiral; mancais; gerador elétrico; excitatriz; válvula de esfera; comporta do tubo de sucção;