TURBINAS: OS TIPOS E CONCEITOS

AUTOR: Francisco Glaydson Jeronimo Silva

E-MAIL: glaydson.silva60@gmail.com

CURSO: Operador de Usina Termelétrica de Ciclo Combinado

INSTITUIÇÃO: Somática Educar

  • Turbinas a vapor:

A pré-história das turbinas a vapor se remonta desde 175 a.C. quando Herón de Alexandría fez a primeira descrição.

A turbina de Herón,(figura 4), consistia de uma esfera que podia girar livremente em torno de um eixo diametral, apoiada nos extremos dos mesmos em dois suportes por cujo interior fazia entrar na esfera o vapor produzido por dois tubos diametralmente opostos e (“acodados”) direcionados em sentido contrário. A transformação de pressão em velocidade tem lugar totalmente no elemento móvel (esfera ou “rodete”).

A história da turbina a vapor se iniciou no final do século passado. Entre os muitos investigadores que contribuíram para o seu desenvolvimento mencionaremos só os principais, que foram os criadores das turbinas a vapor modernas.

O primeiro inventor foi o suéco De Laval (1845-1913), que criou como sub-produto de seu desnatador centrífugo, impulsionado pela necessidade de encontrar um acionamento de grande velocidade para o mesmo, a turbina a vapor de ação de um só estágio. Desenvolveu um bocal (Tobera) convergente-divergente com velocidade supersônica de saída de vapor e o eixo flexível cuja velocidade crítica chegava por debaixo da velocidade de giro da turbina,30.000 rpm. Uma turbina De Laval é mostrada figura 5.

O segundo inventor foi o inglês Parsons (1854-1931), que em busca de um motor marinho apropriado, desenvolveu a turbina a vapor de reação de vários estágio em 1895. Utilizando um rotor duplo e conseguiu melhores rendimentos comparado do com as máquinas alternativas de vapor utilizadas até então nos barcos.

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   Uma turbina a vapor é uma máquina térmica rotativa onde a energia térmica proveniente do vapor, medida pela entalpia, é convertida em energia cinética em virtude de sua expansão. A energia é então convertida em energia mecânica de rotação por meio da força que o vapor exerce nas pás rotativas As turbinas a vapor são as máquinas térmicas de combustão externa rotativa mais disseminada, principalmente pela possibilidade de formar unidades de elevada potência unitária, possuir alta confiabilidade, eficiência e vida útil. Turbina a vapor é classificada como uma máquina de combustão externa uma vez que os gases provenientes da combustão do combustível não entram em contato direto com o fluído de trabalho que flui interiormente na máquina e efetua os processos que convertem a energia do combustível em potência de eixo. Em consequência disto, possuem uma alta flexibilidade em relação ao combustível que pode ser utilizado. Uma grande vantagem da turbina a vapor é que, através de extrações reguláveis na sua seção de fluxo, é possível prover o calor com os parâmetros demandados pelo consumo externo. Diante disso, o custo deste calor é menor, uma vez que nos sistemas de cogeração o vapor, antes de abastecer um consumidor de calor, faz proveito de seu alto conteúdo de energia térmica na turbina durante o processo que produz energia elétrica. O calor que é necessário para o processo de ebulição do condensado e para o superaquecimento subsequente deve ser transferido dos agentes de combustão para o fluído de trabalho por meio das serpentinas presentes no interior da caldeira.

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