Turbinas a vapor

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1.0-INTRODUÇÃO

Turbina a vapor é uma máquina rotativa que consome energia térmica do vapor d´água transformando-a em energia mecânica.
Sua maior aplicação é no acionamento de bombas, compressores e geradores de energia elétrica.Embora inventada e conhecida a alguns séculos, seu desenvolvimento e aplicação de forma prática se deu principalmente nas últimas décadas.
Doponto de vista termodinâmico a turbina a vapor ocupa umas posições favoráveis, transformando em energia mecânica relativamente grande parte da energia térmica que consome.Sua eficiência pode ser considerada boa,especialmente nas turbinas de grandes capacidades acionadas por vapor de alta pressão.
Do ponto de vista mecânico, a turbina a vapor pode ser considerada ideal ,pois a força depropulsão é aplicada diretamente no elemento de rotação da máquina,não sendo necessário,como no caso das máquinas alternativas a vapor,um dispositivo do tipo biela-manivela para transformar o movimento alternativo em rotativo.
Pelo fato de apenas possuir peças com movimento de rotação,não tem o inconveniente de desbalanceamento mecânico,como no caso das máquinas alternativas a vapor e à combustãointerna.É um equipamento mecânico que se presta muito bem para o acionamento de máquinas que exigem torques constantes e rotações elevadas como no caso de bombas,geradores de energia elétrica e compressores rotativos.
Como as partes lubrificadas de uma turbina são os mancais principais,o sistema governador e as engrenagens do redutor de velocidade ,não existindo nenhuma parte deescorregamento linear como nas máquinas alternativas,o consumo de lubrificante é mínimo.Geralmente o óleo circula no sistema de lubrificação ,sendo refrigerado e filtrado,podendo ser usado por um longo período de tempo sem necessidade de substituição.Então o custo de lubrificação é baixo quando comparado com o de máquinas alternativas de potência equivalente.

2.0 -CLASSIFICAÇÃO DAS TURBINAS A VAPORAs turbinas a vapor podem ser classificadas:
• pelo fornecimento de vapor e condições de exaustão;
• pelo princípio de funcionamento;
• pela direção do fluxo.

2.1 – Quanto ao fornecimento de vapor e condições de exaustão:
• Turbinas de Condensação: Pressão de descarga menor do que a atmosférica
É o tipo de turbina mais empregado para geração de energia e a conexão de saída devapor da turbina é ligada a um condensador para fazer vácuo.
• Turbinas de não-condensação (ou Contrapressão): Pressão de descarga superior à atmosférica.
São amplamente utilizadas em processos fabris onde o vapor de descarga pode ser usado para processo ou aquecimento e a pressão de saída é controlada através de uma estação regulatória para manter-se a pressão de processo desejada.

2.2 –Quanto ao princípio de funcionamento:
2.2.1- Turbinas de ação:
Nas turbinas de ação, a queda de pressão do vapor ocorre somente em peças estacionárias.Nelas predomina a força de impulsão (figura 1.0 e 1.1) e os estágios podem ser de dois tipo:estágio de pressão,conhecido como Rateau e estágio e velocidade,conhecido com Curtis.
[pic] [pic]Figura 1.0 Figura 1.1
Em um estágio de ação toda a transformação de energia do vapor em energia cinética ocorrerá nos expansores, em conseqüência haverá uma queda na pressão do vapor e um aumento da velocidade.Na roda de palhetas móveis não haverá expansão (queda de pressão), pois as palhetas móveis têm seção simétricae que resulta em áreas de passagens constantes para o vapor.Não havendo expansão, a velocidade do vapor em ação às palhetas móveis ficará constante,não obstante, haverá uma queda de velocidade absoluta do vapor nas palhetas móveis,transformando assim a energia cinética, obtida nos expansores, em trabalho mecânico.
[pic]

2.2.2 – Turbinas de reação:
Em uma turbina de reação...
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