TURBINAS DE VAPOR

5 – TURBINAS A VAPOR

5.1 – INTRODUÇÃO

São máquinas motoras puramente rotativas que transformam a energia contida no fluxo contínuo do vapor d’água em trabalho mecânico. Sua maior aplicação é no acionamento de bombas, ventiladores, compressores e geradores de energia elétrica. Também são usadas para acionamento de navios.

5.1.1 – CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS

Operam em altas rotações

Torque uniforme

Facilidade de controle

Grande confiabilidade operacional

Ausência de lubrificação interna

Possibilidade de variação da rotação

5.1.2 – UTILIZAÇÃO

Geração de energia elétrica

Acionamento de equipamentos de processo

Acionamento de navios

5.2 – CICLO TÉRMICO SIMPLIFICADO DE UMA TURBINA À VAPOR

5.2.1 – COMPONENTES E FUNÇÕES

BOMBA – Responsável pela elevação de pressão e consequentemente pela

pressão final do vapor gerado.

CALDEIRA – Responsável pela mudança de fase (líquido vapor). Entrega

calor ao fluído.

TURBINA A VAPOR – Expande o vapor gerando trabalho mecânico.

CONDENSADOR – Condensa o vapor para retornar ao ciclo. Aí se perde parte da

energia que não gerou trabalho mecânico.

5.3 – PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO

5.3.1 – EXPANSORES

É nos expansores que o vapor logo ao entrar na turbina sofre a primeira queda de pressão antes de atingir a primeira roda de palhetas móveis.

5.3.2 – RODA DE PALHETAS – AÇÃO E REAÇÃO

PERGUNTA 42: Que tipo de vapor é adequado para o uso em turbinas a vapor?

Um estágio de ação pode ser de pressão ou de velocidade.

5.4 – COMPONENTES

5.4.1 – ESTÁGIO DE PRESSÃO

Há aumento de velocidade nas palhetas fixas com decréscimo na pressão (anel de expansores). Um estágio de pressão é também um estágio de ação porque não há transformação de pressão em velocidade nas palhetas móveis .

Um estágio de pressão é composto de :

1 arco de expansores

se for o 1º estágio

1 roda de palhetas móveis

1 anel de expansores (palhetas fixas)

se for um estágio subse-

1 roda de palhetas móveis quente

5.4.2 – ESTÁGIO DE VELOCIDADE

As palhetas fixas (palhetas guias), apenas redirecionam o fluxo de vapor para entrar na roda seguinte de palhetas móveis. Nas palhetas guias não há queda de pressão nem de velocidade. Um estágio de velocidade é também um estágio de ação porque nas palhetas móveis também não há queda de pressão (transformação de pressão em velocidade).

Um estágio de velocidade é composto de :

1 arco de expansores

1 roda de palhetas móveis

1 roda de palhetas guias

Os estágios de ação (pressão ou velocidade ) são usados em turbinas de simples estágio ou como primeiro estágio de turbinas multi-estágio. Apesar dos estágios de ação serem menos eficientes do que os estágio de reação, eles geram uma queda de pressão bem maior. Isto faz com que as máquinas de potência baixa fiquem mais compactas e mais baratas. Nas turbinas multi-estágio (máquinas grandes) fazem com que a pressão logo no primeiro estágio caia bastante reduzindo a parede metálica da carcaça e portanto o custo da máquina como