Bombas E Turbinas

Finalidade e Aplicações

As turbinas têm a finalidade de transformar um tipo de energia que a natureza nos oferece em trabalho mecânico. Ela é, portanto, uma máquina de fluxo motriz. Existem vários tipos de turbina, relacionadas com os tipos de fontes de energia oferecidas pela natureza (vento, água, calor, etc).

Ínumeras são as aplicações que podemos dar às turbinas: como gerar energia elétrica normalmente é o objetivo, suas aplicações estão ligadas com o local de onde elas vão trabalhar - iluminação elétrica, geração de calor, funcionamento de outras máquinas de fluxo, etc. Em geral, as turbinas têm sido aplicadas em substituição de motores a diesel.

Classificação

Como as fontes oferecidas pela natureza são de tipos muito variados, existem vários tipos de turbinas. A energia potencial da água, a energia hidráulica, é transformada em trabalho mecânico pelas turbinas hidráulicas (ex.: Francis, Propeller, Kaplan, Pelton....). A energia cinética do vento pode ser transformada em trabalho mecânico por turbinas eólicas. A energia térmica, ou seja, a energia dos combustíveis e a energia nuclear, pode ser utilizada através das turbinas a vapor e das turbinas a gás. Cada uma delas está explicada separadamente abaixo.

Turbinas hidráulicas

Turbinas Francis: O receptor fica internamente ao distribuidor, de modo que a água ao atravessar o rotor da turbina aproxima-se constantemente do eixo. São rigorosamente centrípetas, e permitem o uso de um tubo para conduzir a água, após sair do receptor, até um poço, chamado de tubo de sucção, de aspiração, difusor ou recuperador. A função do tubo de sucção é manter a continuidade da massa líquida em escoamento, impedindo que caia livremente do receptor. Conseguindo desse modo, um aumento da queda hidráulica e, pela transformação da energia cinética que possui a água ao sair do receptor em energia de pressão, um aumento na potência da turbina.

O distribuidor das turbinas Francis é constituído de um conjunto de pás dispostas em volta do receptor, podendo ser ajustado um melhor ângulo de entrada no receptor para cada valor de descarga, obtendo um mínimo de perdas hidráulicas. As pás desta turbina, possuem um eixo de rotação paralelo ao eixo da turbina e podem girar simultaneamente de um mesmo ângulo, fezendo a seção de escoamento variar de uma admissão máxima até o fechamento total. Esse tipo de rotor está mostrado na foto a esquerda.

Turbinas Hélices: São utilizadas para velocidades consideráveis em baixas quedas e grandes descargas. O receptor possui um formato de hélice de propulsão. A distãncia entre as pás do distribuidor e as do receptor é bem maior em relação à tipo Francis. Ver figura a direita.

Turbinas Kaplan: São turbinas axiais a hélice de pás orientáveis. Podem ter diferentes números de pás. Servem para quedas pequenas e médias e grandes descargas. Permite variar o ângulo de inclinação das pás conforme a descarga, sem variação apreciável do rendimento. A figura abaixo (esquerda) mostra uma turbina Kaplan.

Turbinas Dériaz: ou turbinas diagonais, devido a forma inclinada de suas pás. Nestas turbinas, as pás do receptor são articuladas e podem variar o ãngulo de inclinação. Esta variação as torna adequadas a amplas variações de descarga numa faixa de bom rendimento. São usadas também em instalações de Centrais de Acumulação, onde funcionam ora como turbina, ora como bomba. Conservam o rendimento numa larga amplitude de variação de potência, podendo trabalharem quedas acima de 200m. A figura a direita é uma foto do rotor de uma turbina Dériaz.

Turbinas Pelton: Nestas, o distribuidor é um bocal, proporcionando um jato cilíndrico sobre a pá do receptor, o que é conseguido por meio de uma agulha. O receptor possui pás com formato de conchas especiais, dispostas na periferia de um disco que gira, preso a um eixo. Estas turbinas podem ser de um, dois, quatro e até seis jatos. Possuem também um defletor de jato, que intercepta o jato, desviando os das pás quando ocorre uma diminuição violenta na potência demandada pela rede de energia.

Podemos ter também as turbinas a vapor, eólicas e a gás.

Aa vantagem se se utilizar turbinas a gás ao invés de bombas a diesel é:

A absorção de cargas reversas nas turbinas a gás é 4 vezes maiors que dos motores a diesel, assim pequenas turbinas podem ser usadas para dar partida em grandes motores, ao contrário do motores a deisel. Motores a diesel requerem monitormento semanal, enquanto que as turbinas a gás precisam apenas de 5 minutos de giro em intervalos de 1 a 2 meses, sem a necessidade de carga. A turbina possui também, 1/4 da vibração estática dos motores a diesel, sendo fácil o seu atenuamnto.

As turbinas a vapor sâo as mais utilizadas dentre os diversos tipos de acionadores primários existentes:

Porque possuem várias características muito positivas, dentre as quais podemos citar: facilidade de controle e a possibilidade de variação de velocidade, grande confiabilidade operacional, facilidade de operação, manutenção simples e econômica, e vida útil longa.

Os tipos de turbinas hidráulicas mais importantes e conhecidas que podemos citar

São as turbinas francis, hélices, Kaplan, Dèriaz e Pelton.

A turbina mais econômica e mais ecologicamente satisfatória é

A turbina eólica, pois trabalha com o vento que é uma fonte de energia inesgotável e de graça, e ainda possui a vantagem de não produzir nenhum tipo de poluição.

Finalidade das bombas

As bombas hidráulicas podem trabalhar com diferentes tipos de vazões, alturas de elevação, tipos de fluidos, etc. Abaixo estão relacionadas as características de algumas bombas, que estão explicadas detalhadamente mais adiante. O tipo de fluido utilizado por elas, dependendo do tipo de rotor que cada uma usa, está explicado junto com a descrição das bombas.

Classificação

Dinâmicas ou

turbobombas Bombas centrífugas Puras ou radiais

As bombas podem ser classificadas pela sua aplicação ou pela forma com que a