Curso de Turbinas.

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1 Curso de Turbinas

2 Submergência (positiva se LC
Queda, Vazão e Potência Nível de montante (HWL) Energia disponível – Perdas Energia disponível Rendimento = Linha de pressão Queda bruta H Nível de jusante (TWL) Vazão Q Perdas Elétricas Potência = (H-DH)*Q*g*ρ*η Queda Líquida Perdas Turbina Nível da linha de centro da turbina Perdas na saída Perda de carga DH Submergência (positiva se LC acima da TWL)

3 Máquina de Ação - Pelton
O escoamento surge de um oríficio, fazendo com que toda a energia se transforme em velocidade, atingindo o rotor na forma de um jato Esta é uma máquina de Ação chamada Máquina Peltron

4 Máquinas de Reação - Francis
O escoamento passa entre as pás, criando um campo de pressão.

5 Princípio da Conservação Hidráulica
Reação

6 Distribuidor Distribuidor Caixa Espiral Rotor Pré-Distribuidor
A energia é convertida em vórtice (Turbilhão) no distribuidor O Rotor tem a função de transformar a energia hidráulica em Potência Mecânica

7 Tubo de Sucção Ele pode ter parte de teu revestimento de concreto e parte de chapas de aço e isto vai depender da velocidade da água que nas partes onde atingir 7m/s deve ser revestida de aço. Fluxo de saída O Tubo de Sucção tem a função de desacelerar o fluxo que sai do Rotor e recuperar a energia hidráulica.

8 Engenharia Hidráulica
Pré-Projeto para Proposta O gráfico de Curva da Colina é utilizado p/ determinar o melhor ponto de operação p/ cada Rotor. Este gráfico representa o ponto de melhor rendimento p/ cada tipo de Rotor de acordo Com a velocidade específica determinada

9 Engenharia Hidráulica
Perfil do Rotor Perfil do Rotor Turbina Francis Média Queda Rotor p/ baixa queda e alta velocidade específica Rotor p/ média-altaqueda e baixa velocidade específica De acordo com as dimensões das pás do Rotor obtem-se diferentes rendimentos

10 Caixa Espiral A Caixa Espiral distribui o escoamento da água com o auxilio do distribuidor e Pré-Distribuidor o qual deve com seu formato não possibilitar queda de eficiência. Caixa Espiral Pré-Distribuidor

11 Arranjo Geral da Máquina
Para melhor compreenção das parte que compoem a Máquina

12 Arranjo da Unidade Geradora

13 Interface Turbina-Gerador
Acoplado através de Flange e parafusos Acoplamento Direto

14 Localização dos Mancais
Mancal Guia Mancal Escora Os Mancais guia suportam todas as cargas laterais do grupo. O Mancal Escora suporta o empuxo Hidráulico e peso das parte rotativas. Mancal Guia

15 Rotação da Máquina Rotação Nominal Rotação de Disparo Rotação Crítica
Depende do número de pólos do Gerador e das características hidráulicas da Turbina, onde a intenção e chegar o mais próximo da rotação sincrona para reduzir as dimensões do Gerador. Rotação de Disparo É a máxima rotação que o grupo poderá atingir Rotação Crítica É a rotação em que ocorre ressonância entre a frequência de rotação e a frequência natural de flexão. As partes rotativas podem se tocar e gerar grandes danos a máquina.

16 Empuxo Hidráulico + - Velocidades absolutas no distribuidor
O Empuxo é uma força axial resultante causada pelas forças que a água exerce sobre as pás do Rotor. O mancal de escora é o componente responsável por absorver essa força e a força exercida pelas demais partes rotativas da máquina. Velocidades absolutas no distribuidor Velocidades relativas no rotor + - Sustentação Forças Resultantes Arrasto

17 Caixa Expiral Tem a função de distribuir a água uniformemente ao redor da Turbina. Para quedas acima de 30m. Utiliza-se caixa espiral em chapas de aço soldadas Virola calandrada Para Máquinas de baixa queda (até aprox. 30m), tipo kaplan ou hélice. Utilizamos Caixa Semi-Espiral em concreto Após a montagem é realizado Um teste de pressão de 1,5x a pressão de projeto com o auxilio de uma calota de teste e um equipamento pressurizador

18 Pré-Distribuidor Função.: suportar as cargas da Caixa Espiral, Tampa da Turbina, água que passa em teu interior, e cargas devido ao peso do Gerador, e cargas do Mancal de Escora. Convencional Piguet de Placas Caixão Tipo.: depende da homologia hidráulica e dos esforços que ele deve suportar. Teste.: No campo juntamente com a Caixa Espiral

19 Distribuidor – Palheta Diretriz
Função.: Regular a vazão sobre o Rotor de modo a manter a rotação da unidade constante. Aste para movimentar palheta Astes para apoio em Mancais Guia

20 Tampa da Turbina Função
Fechar a parte superior da câmara em que fica o Rotor da Turbina. Tampa Externa

21 Aro da Câmara Função.: Suporta as cargas de pressão hidrálica.

22 Anel de Regulação Função.:
Transmite a ação do servomotor às bielas do distribuidor. Também sincroniza o movimento de forma a garantir em cada posição que todas as palhetas diretriz estejam no mesmo ângulo de abertura de forma a uniformizar o fluxo em torno da turbina. Esforços.: Suporta as cargas de acionamento do distribuidor.

23 Alavanca de cisalhamento
Bielismo Anel de Regulação Função.: Transmitir o movimento do anel de regulação às palhetas diretizes Biela Alavanca de cisalhamento Com o rompimento do pino de cisalhamento a bucha da Alvanca passa a funcionar como dispositivo de atrito permitindo um movimento relativo da palheta não permitindo danos a mesma. Pino de cisalhamento Bucha da Alvanca (dispositivo de atrito) Pino de cisalhamento

24 Servomotor fixado na parede do poço
Função.: Fornecer força para a operação do distribuidor. Servomotor fixado na parede do poço Pistão Cilindro Haste Servomotor é acionado por óleo do sistema de pressão.

25 Rotores Os rotores transformam a energia hidráulica em energia mecânica. Os rotores suporta são projetados para suportar as cargas hidráulicas e esforços resultantes da condição de disparo. Eixo da turbina Servomotor Pás Figura 1 - Turbina Kaplan Haste As pás se movimentam e corrigem seu ângulo conforme a carga aumenta ou diminhui

26 Rotores O formato do rotor vai depender da queda d’água. Pás Coroa
Baixa queda Cinta Figura 3 - Turbina Francis Alto e coroa menor que cinta Média queda Figura 5 - Turbina Pelton Figura 4 - Turbina Francis Baixo e largo

27 Eixo Furo p/ exame boroscópico ou passagem de óleo no caso de rotor kaplan Função O Eixo transmite o torque do rotor da turbina ao rotor do gerador. Dimensões O diâmetro do eixo deve suportar crítica com uma determinada margem de segurança. Tirante Colar Dimensões de flanges e tirantes determinados pela norma Ansi B49 Acoplamento Eixo-Rotor

28 Mancais Mancal de Escora Mancal Guia Cuba de Óleo Mancal Guia
Em eixos verticais, ele funciona como apoio lateral. Em eixos horizontais, ele suporta também o peso das partes rotativas. Cuba de Óleo Mancal Guia Mancal de Escora Projetado para suportar o peso das partes rotativas do grupo (rotor da turbina, rotor do gerador e eixos), mais o empuxo hidráulico. Resfriamento dos Mancais Através de serpentina dentro da cuba Ou através de estação for a da turbina Mancal Guia

29 Vedação do Eixo Tipo Vertical e de ação axial
Função Impedir a passagem de água pela tampa. Água Vedação do Eixo Tipo Vertical e de ação axial