Turbinas

Nomes: Igor Paschoal Erick Ribeiro

Professor : Leandro

Turbinas Francis.

saída do rotor numa direção axial

As turbinas Francis são turbinas de reacção porque o escoamento na zona da roda se processa a uma pressão inferior à pressão atmosférica. Esta turbina caracteriza-se por ter uma roda formada por uma coroa de aletas fixas, que constituem uma série de canais hidráulicos que recebem a água radialmente e a orientam para a

de aletas fixas, ou móveis, que regulam o caudal; e o tubo de saída da água

Os outros componentes desta turbina são a câmara de entrada (que pode ser aberta ou fechada com uma forma espiral); o distribuidor constituído por uma roda

A turbina Francis tem uma grande adaptabilidade a diferentes quedas e caudais. Emprega-se para quedas úteis superiores a vinte metros (20 m). Para valores inferiores da queda utilizam-se turbinas de caixa aberta. A queda útil pode ter grandes variações (60 % 5 125 %) e o caudal também pode variar (40 % 5 105 %) do valor nominal.

O distribuidor permite controlar a entrada da água na turbina e regular a potência, mantendo a velocidade constante; também permite fechar a admissão de água numa paragem da central. Nos pequenos aproveitamentos hidroeléctricos instalam-se turbinas Francis de eixo horizontal para um mais fácil acoplamento a geradores com construção normalizada.

elevado, velocidades maiores e menores dimensões

As turbinas Francis, relativamente às Pelton, têm um rendimento máximo mais

A Usina Hidrelétrica de Itaipu funciona com turbinas tipo Francis com cerca de 100 m de queda de água.

Turbinas Kaplan

São turbinas de reação, adaptadas às quedas fracas e aos caudais elevados, que constam, essencialmente, de uma câmara de entrada (aberta ou fechada), de um distribuidor, de uma roda com quatro ou cinco pás, com uma forma de hélice. Se as pás são fixas a turbina é do tipo hélice. Se as pás são móveis que permite variar o seu ângulo de ataque com um maquinismo de orientação que é controlado pelo regulador da turbina, a turbina é do tipo Kaplan.

As turbinas Kaplan são reguladas quer através da acção do distribuidor quer com o auxílio da variação do ângulo de ataque das pás do rotor, o que lhes confere uma grande capacidade de regulação.

Utilizam-se para pequenas quedas, inferiores a trinta metros. A queda útil pode ter grandes variações (60 % 5 140 %) e o caudal também pode variar (15 % 5 110 %) do valor nominal. Esta maior versatilidade da turbina Kaplan implica um maior custo.

As turbinas hélice e Kaplan têm geralmente o eixo vertical, mas existem outras variedades construtivas com o eixo horizontal, com escoamento axial, como as turbinas do tipo bolbo.

As Kaplans também apresentam uma curva de rendimento "plana" garantindo bom rendimento em uma ampla faixa de operação. A usina hidroelétrica de Três Marias funciona com turbina Kaplan.

Turbinas Pelton

provocar o movimento de rotação

São turbinas de acção, porque utilizam a velocidade do fluxo de água para

São constituídas por um disco circular, a roda, que leva montados na periferia uns copos ou conchas, sobre as quais incide, tangencialmente, um jacto de água, dirigido por um ou mais injectores distribuídos uniformemente na periferia da roda.

O injector, através de uma válvula de agulha, regula o caudal de água que actua sobre a roda, e, dessa forma, regula a potência fornecida pela turbina.

aproveitamentos com caudais pequenos e altura de queda útil elevada

Esta turbina, que poderá ser de eixo horizontal ou vertical, é aplicada em

Nos pequenos aproveitamentos hidroelétricos costuma5se utilizar turbinas de eixo horizontal, porque assim utiliza5se um gerador de eixo horizontal (os mais comuns) que tem um custo menor.

Em grandes aproveitamentos, este tipo de turbinas só é considerado para quedas superiores a 150 metros. No entanto em pequenos aproveitamentos, já são tidas em conta para pequenas quedas. Como exemplo tem5se que uma turbina Pelton de reduzido diâmetro, a alta velocidade de rotação é capaz de produzir 1KW num aproveitamento com uma queda inferior a 20 metros.

aceitáveis, tendo-se como valor de referência, um máximo de 1,15 vezes a pressão estática

Em termos de segurança de estruturas hidráulicas, este tipo de tecnologia mostra5se bastante eficiente. Em caso de necessidade de uma paragem de emergência da turbina, ex: perda súbita de carga, o jacto de água é redirecionado por um deflector impedindo assim que este atinja as conchas. A válvula de agulha nos injetores, pode ser então fechada, muito lentamente, de modo a que o aumento de pressão na conduta seja mantido dentro de níveis

O rotor da turbina é usualmente acoplado diretamente ao veio do gerador e deve ser mantido acima do nível de jusante.

A eficiência duma turbina Pelton com um injector é boa, para um caudal de 30 a 100% do caudal máximo, enquanto para uma de jactos múltiplos, já é eficiente a partir dos 10%.

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