AS MAQUINAS HIDRÁULICAS

MAQUINAS HIDRAULICAS

Carine, Bueno

RESUMO

Este artigo teve como objetivo em apresentar o apresentar o conceito de máquinas hidráulicas bem como sua classificação e princípios básicos de funcionamento, as turbinas que se destacam-se são as turbinas Michell-Banki e Turgo, e as bombas funcionando como turbinas. As vantagens de utilizar bombas como turbinas para geração de energia elétrica ou acionamento mecânico são justificadas por serem menos complexas, isto é, mais fáceis de instalar, manter e operar, e por serem produzidas em grande escala, sendo facilmente encontradas no mercado, em diversos modelos. Propõe-se uma metodologia de desenvolver um artigo através de uma revisão de literatura, relatando como converter a energia de uma corrente liquida em energia mecânica ou inversamente, explicando as formas de aplicação, e os manejos de bombas e turbinas hidráulicas. Conclui-se que utilizar bombas como turbinas para geração de energia elétrica ou acionamento mecânico são mais fáceis de instalar e operar.

INTRODUÇÃO

         O presente artigo tem como objetivo de apresentar o conceito de máquinas hidráulicas bem como sua classificação e princípios básicos de funcionamento.

De quando se pretende converter a energia de uma corrente liquida em energia mecânica pode-se capturar essa energia por um rotor e transmiti-la por um eixo, ou pode-se processar em um sentido inverso. As maquinas utilizadas para este tipo de conversão são denominadas maquinas hidráulica. (Maquinas Hidráulicas – Bombas. p 05,. 2011)

        A energia mecânica que se retira ou se introduz na corrente liquida pode ser feita por um eixo (bombas e turbinas centrifugas) como através de outros sistemas mecânicos, como por exemplo, a primeira maquina hidráulicas de elevação de água compostas por uma série de recipiente elevada em conjunto através de uma corda ou corrente. As maquinas hidráulicas operam uma conversão de energia, ou seja, elas são capazes de transformar energia mecânica em hidráulica e vice-versa. (Maquinas Hidráulicas – Bombas. p 05,. 2011)

        Desde os tempos mais antigos, o uso econômico da energia contida nos fluidos foi um fator primordial para o desenvolvimento da humanidade. Na Mesopotâmia, cerca de 3000 a.C., grandes sistemas de irrigação eram usados, enquanto, os egípcios e os gregos usavam rodas d’água para moer cereais. Ao cientista egípcio Heron de Alexandria é atribuído o desenvolvimento de equipamentos precursores das máquinas de fluido modernas. É, entretanto, a partir do século XIX, com os conhecimentos de termodinâmica e mecânica dos fluidos que as máquinas de fluido passaram a ter um maior desenvolvimento. (RAMOS, SILVA. p.07, 2009).

        Quando a energia é cedida pelo fluido, ou trabalho é realizado pelo fluido, a máquina é denominada de máquina motora ou motriz. Em caso contrário, em que trabalho é feito sobre o fluido, a máquina é denominada de máquina geradora ou operadora. As máquinas motoras principais são as turbinas à vapor, as turbinas à gás e as turbinas hidráulicas, todas dentro da categoria máquinas de fluxo. As turbo bombas hidráulicas, os ventiladores e os turbo compressores são máquinas de fluxo do tipo geradoras. (RAMOS, SILVA. p.08, 2009).

        

        No caso de máquinas geradoras tais como bombas e compressores deve-se definir se o melhor emprego é uma máquina de deslocamento positivo ou de fluxo. Ou no caso de máquinas motoras, tais como as turbinas hidráulicas deve-se definir qual dos tipos se encaixa melhor em determinadas condições de vazão e de altura de queda. (RAMOS, SILVA. p.08, 2009).

        

        Turbinas hidráulicas não convencionais têm sido desenvolvidas principalmente para uso em aproveitamentos de pequeno porte. No Brasil, essas turbinas têm sido pesquisadas e fabricadas para atender potências inferiores a 100 kW, ou seja, dentro dos limites das microcentrais hidrelétricas. Estas máquinas são simples, com os objetivos de ter um custo reduzido e um rendimento aceitável. (BALARIM, TARGA ET AL. WIECHETECK. p, 02. 2004).

        Dentre os seus tipos, destacam-se as turbinas Michell-Banki e Turgo, e as Bombas Funcionando como Turbinas. A idéia de utilizar bombas como turbinas para geração de energia elétrica ou acionamento mecânico não é recente. Seu uso é justificado por serem menos complexas, isto é, mais fáceis de instalar, manter e operar, e por serem produzidas em grande escala, sendo facilmente encontradas no mercado, em diversos modelos. O comportamento de bombas hidráulicas sob condições especiais de operação é bem conhecido desde a década de 30. (BALARIM, TARGA ET AL. WIECHETECK. p, 02. 2004).

        A geração de energia hidrelétrica faz uso de turbinas hidráulicas que acionam diretamente os hidrogeradores. Três tipos de turbinas são largamente utilizadas, dependendo das condições locais da usina e em particular da altura da água em relação ao nível da turbina: Turbinas Pelton ou de impulso, turbinas Francis ou de reação e turbinas Kaplan ou de hélice. Todas elas aproveitam a energia da água armazenada em um reservatório cujo nível é consideravelmente elevado em relação ao nível da turbina. Água é conduzida até a turbina através de uma tubulação chamada de conduto forçado, sendo posteriormente descarregada via conduto de sucção em um curso d’água abaixo da turbina. (SIMÕES COSTA, 2003. p 01)