Influência da taxa de infestação de Limnoperna fortunei na redução da potência de turbinas hidráulicas

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1 Influência da taxa de infestação de Limnoperna fortunei na redução da potência de turbinas hidráulicas Code: Rico, E. A. M.1; Martinez, C. B. 1; Castro, A.L.P. 1-2; Souza. T.R.D.C. 1; Ribeiro, M.E.C.3 1Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG); 1Programa de Pós- Graduação em Engenharia Mecânica, Centro de Pesquisas Hidráulicas, Escola de Engenharia da UFMG. 2Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP) 21/11/2017 1

2 Objetivos Apresentar uma investigação sobre a influência da taxa de infestação do Limnoperna fortunei (LF) no aumento das perdas de carga na caixa espiral de pequenas turbinas hidráulicas do tipo Francis levando em consideração a evolução temporal da mesma. 21/11/2017 2

3 Introdução Aproveitamentos Hidroelétricos 84% da produção de eletricidade a partir de fontes renováveis Terceiro maior do mundo em potencial hidrelétrico. Brasil, a produção de hidroeletricidade corresponde a uma parte significativa da matriz elétrica, 65% da produção de energia elétrica (2015). O parque gerador Brasileiro Diversos tipos de turbinas Francis e Kaplan. Envelhecimento do sistema hidráulico Aumento da rugosidade superficial Infestação de organismos vivos 21/11/2017 3

4 Limnoperna fortunei (Mexilhão dourado) Molusco bivalve de água doce; Originário dos rios da China e do Sudoeste da Ásia incluindo Camboja, Indonésia, Coréia, Laos, Tailândia e Vietnã; Primeiro registro de aparição na Argentina em 1991, Japão em 1992, Brasil 1998; Coloniza ambientes lóticos, lênticos e semi-lóticos; Crescimento rápido e alta capacidade reprodutiva 21/11/2017 4

5 Impactos L. fortunei Altera ecossistemas aquáticos; Obstrui sistemas de captação de água e adutoras, sistemas de resfriamento de usinas hidrelétricas e indústrias; Danifica motores de embarcações; Entupimento ou redução da seção de tubulações; Decomposição de material orgânico; Aumento na corrosão de tubulações, concreto e polímeros, ocasionado pela proliferação de outros agentes biológicos indesejáveis (bactérias,fungos, etc.) 21/11/2017 5

6 ADAPTADO DE CARVALHO (1982) A caixa espiral é projetada com a finalidade de garantir descargas parciais iguais em todos os canais móveis formados pelas pás do distribuidor. Sua seção vai gradativamente decrescente no sentido do escoamento. 21/11/2017 6

7 Metodologia O procedimento utilizado para o dimensionamento da caixa espiral. Dados iniciais e cálculos, para a escolha do tipo de turbina. 21/11/2017 7

8 Divisão seções caixa espiral ψ 8

9 Relação dos diâmetros e velocidades (Macintyre, 1983) v 2 D = v e Equação da continuidade obtemos; x = v D2 v e De 2 Q = SV = πd2 4 v, 2 D e ou v = v e D D e Se obtém v v e = D D e 1/2 De modo que D D e = x 2/5 9

10 Resultados e Discussão Com o desenvolvimento da metodologia, anteriormente apresentada, pode-se chegar aos seguintes resultados 21/11/

11 A Tabela exemplifica uma parte dos resultados obtidos, dos diâmetros, dos ângulos, das velocidades e das vazões de cada uma das seções da caixa espiral. 21/11/

12 Perfil de velocidade para diversas porcentagens de carga, na caixa espiral Faixa arrancamento L.f 21/11/

13 Incrustação de Limnoperna fortunei para diversas porcentagens de carga 21/11/

14 Conclusões Os resultados obtidos a partir do cálculo das velocidades, na caixa espiral da turbina Francis a plena carga mostram uma variação de 6,00 até 1,85 m/s. Comparando essas velocidades encontradas por (Castro, 2013), pode-se considerar que no final da caixa espiral, ter-se-á uma porção com infestação de Mexilhão dourado (a partir de 358o) já que nessa parte da voluta se tem velocidades menores a 1,70 m/s. Para o caso de cargas maiores (75% de carga) ter-se-á uma situação onde é possível que haja uma infestação parcial da caixa espiral (a partir de 208o). Para infestações menores que 50% tem-se uma infestação completa da caixa espiral. 21/11/

15 Agradecimentos Os autores manifestam seus agradecimentos à ANEEL, à CEMIG, à ELETROBRAS- FURNAS, a FAPEMIG ao CNPq, a CAPES à Fundação Gorceix pelo suporte financeiro para a realização desse trabalho. 21/11/