Turbinas

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Trabalho de Operações Unitárias

Turbinas

Grupo:
Fábio Soares Ballester
Fernanda Tiago Norato
Julia Zampieri Framil Arruda
Natália Fernandes Pinto
Thereza Silva da Fonseca
Vanessa Nazareth Moreira
1. Introdução

A energia elétrica é em geral produzida por geradores síncronos movidos por uma máquina primária denominada de turbina hidráulica do tipo Pelton, Francis, Kaplan ePropeller. Cada um destes tipos de turbinas é adaptado para funcionar em usinas, com uma determinada faixa de altura de queda. As vazões volumétricas podem ser igualmente grandes em qualquer uma delas, mas a potência será proporcional ao produto da queda (H) e da vazão volumétrica (Q).

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As turbinas hidráulicas podem ser montadas com o eixo no sentido vertical. Um mancal de escorasuporta todo o peso das partes girantes da turbina e do gerador que é montado logo acima dela. Em PCH (Pequena Central Hidrelétrica) turbinas são fabricadas em geral com eixo na horizontal.

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Em todos os tipos de turbo-geradores há alguns princípios de funcionamento comuns. A água entra pela tomada de água, a montante da usina hidrelétrica que está num nível mais elevado,e é levada através de um conduto forçado até a entrada da turbina. Lá a água passa por um sistema de palhetas guias móveis, que controlam a vazão volumétrica fornecida à turbina. Para se aumentar a potência as palhetas se abrem, para diminuir a potência elas se fecham. Após passar por este mecanismo a água chega ao rotor da turbina. Nas turbinas Pelton, não há um sistema de palhetas móveis, e simum bocal com uma agulha móvel, semelhante a uma válvula. O controle da vazão é feito por este dispositivo.

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2. Turbinas Hidráulicas

2.1 - Partes Principais de uma Turbina Hidráulica
Uma turbina é constituída basicamente por cinco partes: caixa espiral,
pré-distribuidor, distribuidor, rotor e eixo, tubo de sucção.

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2.1.1 - Caixa espiral
É uma tubulação deforma toroidal que envolve a região do rotor. Esta parte fica integrada à estrutura civil da usina, não sendo possível ser removida ou modificada. O objetivo é distribuir a água igualmente na entrada da turbina. É fabricada com chapas de aço carbono soldadas em segmentos. A caixa espiral conecta-se ao conduto forçado na secção de entrada, e ao pré-distribuidor na secção de saída.

2.1.2 -Pré-distribuidor
A finalidade do pré-distribuidor é direcionar a água para a entrada do distribuidor. É composta de dois anéis superiores, entre os quais são montados um conjunto de 18 a 24 palhetas fixas, com perfil hidrodinâmico de baixo arrasto, para não gerar perda de carga e não provocar turbulência no escoamento. É uma parte sem movimento,
soldada à caixa espiral e fabricada com chapas ou placas deaço
carbono.

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2.1.3 - Distribuidor
O distribuidor é composto de uma série de 18 a 24 palhetas móveis, acionadas por um mecanismo hidráulico montado na tampa da turbina (sem contato com a água). Todas as palhetas têm o seu movimento conjugado, isto é, todas se movem ao mesmo tempo e de maneira igual. O acionamento é feito por um ou dois pistões hidráulicos que operam numafaixa de pressão de 20 bar nas mais antigas, até 140 bar nos modelos mais novos. O distribuidor controla a potência da turbina, pois regula vazão da água. É um sistema que pode ser operado manualmente ou em modo automático, tornando o controle da turbina praticamente isento de interferência do operador.

2.1.4 - Rotor e eixo
O rotor da turbina é onde ocorre a conversão de energia hídrica empotência de eixo.

2.1.5 - Tubo de sucção
Duto de saída da água, geralmente com diâmetro final maior que o inicial, desacelera o fluxo da água após esta ter passado pela turbina, devolvendo-a ao rio parte jusante da casa de força.
2.2 - Tipos de Turbinas Hidráulicas

As turbinas hidráulicas podem ser classificadas como:
− Turbinas de Ação (ou impulso): aquela em que o trabalho...
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