O ACIONAMENTO E FORNECIMENTO DE ENERGIA ELÉTRICA POR MEIO DE UMA TURBINA

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ENGENHARIA MECÂNICA

HELENA SILVA NASCIMENTO, LUAN BRITO SILVA, MAURICIO QUEIRÓS FREITAS, PAULO RICARDO OLIVEIRA TRUCOLO, VALBER AMORIM CAVALCANTE, VITOR CESAR, VITOR LUIZ MUNIZ

                 

MAQUINAS TÉRMICAS

ACIONAMENTO E FORNECIMENTO DE ENERGIA ELETRICA POR MEIO DE UMA TURBINA

                                         Salvador – BA

                                               2018

             

MAQUINAS TÉRMICAS

Pesquisa proposta como atividade avaliativa para AV3 da disciplina de

Maquinas térmicas do Curso de Engenharia Mecânica.

Docente (a):Osvaldo.

 

                                         Salvador – BA

                                          2018

Sumário

1 Introdução.......................................................................04

2 Desenvolvimento.............................................................05

2.1 Turbina a vapor............................................................05

2.2 Princípio de funcionamento..........................................07

2.3 Componentes...............................................................09

2.4 Vantagens....................................................................12

2.5 Desvantagens..............................................................13

3 Testes efetuado..............................................................14

4 Tabelas de Cálculos........................................................17

5 Referências bibliográficas...............................................18

1 - Introdução

Máquina Térmica é um dispositivo que transforma calor em trabalho mecânico.

Caldeiras e Turbinas são equipamentos muito importantes e de larga utilização na indústria. As caldeiras são equipamentos responsáveis para a geração de vapor, utilizando para isso a queima de qualquer tipo de combustível. Enquanto que a turbina utiliza a energia do vapor gerado pela caldeira, sob forma de energia cinética.

2 - Desenvolvimento

2.1 - Turbina a vapor

É a máquina térmica que utiliza a energia do vapor gerado pela caldeira, sob forma de energia cinética. Quando a turbina é acoplada a um gerador, se obtém a transformação da energia mecânica em energia elétrica.

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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.

Do ponto 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 de propulsão 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 combustão interna. 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 de escorregamento 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. 2 - Princípio de funcionamento

Turbinas de ação:

Nas turbinas de ação, a queda de pressão do vapor ocorre somente em peças estacionárias. Nelas predomina a força de impulsão e os estágios podem ser de dois tipos: estágio de pressão, conhecido como Rateau e estágio e velocidade, conhecido com Curtis.

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Em um estágio de ação toda a transformação de energia do vapor em energia cinética ocorrerá nos expansores, em consequência 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 simétrica e 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.

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Turbinas de reação:

Em uma turbina de reação comercial teremos sempre vários estágios, colocados em serie, sendo cada estágio constituído de um anel de expansores (também chamado de roda de palhetas fixas), seguido de uma roda de palhetas móveis. Tanto as palhetas fixas, como as palhetas móveis têm seção assimétrica, o que resulta em áreas de passagens convergentes, para o vapor em ambas. Por esta razão, em uma turbina de reação comercial, parte da expansão do vapor ocorrerá nas palhetas fixas e parte ocorrerá nas palhetas móveis. Nas palhetas fixas teremos, portanto, uma expansão parcial do vapor, resultando em uma queda de pressão e em um aumento da velocidade.