MÁQUINAS HIDRÁULICAS AT-087

Transcrição

1 Universidade Federal do Paraná Curso de Engenharia Industrial Madeireira MÁQUINAS HIDRÁULICAS AT-087 Dr. Alan Sulato de Andrade

2 INTRODUÇÃO AS MÁQUINAS HIDRÁULICAS

3 Fazem parte de um grupo maior - MÁQUINAS DE FLUXO: Máquina

4 De uma forma geral, máquinas hidráulicas são equipamentos que interagem com um fluído incompressível. Unidade de Potência Reservatório A ~ W Energia MH Reservatório B

5 As máquinas de fluxo ou de fluído, nesta disciplina, devem ser entendidas como transformadores de energia. Por exemplo: Energia contido em um reservatório / escoamento Energia mecânica MH Energia contido em um reservatório / escoamento A B

6 Foco direcionado para Máquinas Hidráulicas: Considerar ( =C) Lembrando que em Máquinas Térmicas Considerar ( C)

7 EVOLUÇÃO:

8 EXEMPLOS: Turbinas Hidráulicas Turbinas Eólicas Bombas Ventiladores Exaustores Exemplo de equipamentos

9 As máquinas hidráulicas podem ser classificadas de em: Turbomáquinas, Energia - movimento [(v 1 ²-v 2 ²)/2g] Máquinas de deslocamento positivo Energia - pressão [(p 1 -p 2 )/ ]

10 TURBOMÁQUINAS Sua característica básica é que o agente fornecedor ou receptor de energia no rotor é um fluido em escoamento contínuo através das fronteiras do volume de controle. Importância dos conceitos fundamentais da Termodinâmica

11 TURBOMÁQUINAS Estas máquinas podem ser sub-divididas em duas categorias: Máquinas motrizes, Máquinas operatrizes.

12 TURBOMÁQUINAS MOTRIZES As máquinas motrizes transformam a energia contida em um fluído em energia mecânica. Caso esteja conectada a um gerador, pode produzir energia elétrica.

13 TURBOMÁQUINAS MOTRIZES Turbinas hidráulicas e eólicas. Montante Barragem Jusante

14 TURBOMÁQUINAS MOTRIZES Centrais hidroelétricas. Turbinas Pelton: Máquinas de ação, escoamento tangencial. Operam altas quedas e baixas vazões. Turbinas Francis: Máquinas de reação, escoamento radial (lenta e normal) e escoamento misto (rápida). Operam médias vazões e médias quedas. Itaipu 20 unidades de 700MW = MW Turbinas utilizadas no Projeto Belo Monte Turbinas axiais: Máquinas de reação, escoamento axial. Operam grandes vazões e baixas quedas.

15 TURBOMÁQUINAS MOTRIZES Centrais eólicas. Os principais centros de geração de energia eólica do país: Complexo eólico Alto Sertão I, situado na Bahia, com capacidade de gerar até 300MW, seguido do Parque eólico de Osório, localizado no Rio Grande do Sul, com a capacidade de gerar até 150 MW. O parque eólico de Palmas visa a produção de energia eólica no município de Palmas no estado do Paraná na divisa com Santa Catarina.

16 TURBOMÁQUINAS OPERATRIZES As máquinas operatrizes absorvem energia mecânica e transferem a energia para o fluído.

17 TURBOMÁQUINAS OPERATRIZES Bombas, ventiladores e exaustores.

18 TURBOMÁQUINAS OPERATRIZES

19 MÁQUINAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO Sua característica básica consiste num fluxo de fluído intermitente que ao ser confinado transmite força, torque ou potência.

20 MÁQUINAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO Exemplos: FLUÍDO DE TRABALHO líquido DESIGNAÇÃO bomba de engrenagens, de cavidade progressiva, de parafuso

21 COMPARATIVO: TURBOMÁQUINAS alta rotação potência específica elevada (potência/peso) não há dispositivos com movimento alternativo médias e baixas pressões de trabalho não operam eficientemente com fluidos de viscosidade elevada vazão contínua energia cinética surge no processo de transformação de energia na maioria dos casos, projeto hidrodinâmico e características construtivas mais complexas que as máquinas de deslocamento MÁQUINAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO baixas e médias rotações potência específica média p/ baixa (potência/peso) várias têm dispositivos com movimento alternativo altas e muito altas pressões de trabalho adequadas para operar com fluidos de viscosidade elevada na maior parte dos casos, vazão intermitente energia cinética não tem papel significativo no processo de transformação de energia na maioria dos casos, projeto hidrodinâmico e características construtivas mais simples que as máquinas de fluxo