Programa Detalhado de Máquinas Térmicas e Hidráulicas

Transcrição

1 Programa Detalhado de Máquinas Térmicas e Hidráulicas 1. Generalidades 1.1. Dimensões e unidades de medida Dimensões e homogeneidade dimensional Sistemas de unidades 2. Máquinas Hidráulicas 2.1. Elementos gerais Peso específico, massa específica e densidade Forças exteriores Compressibilidade Viscosidade Pressão absoluta e pressão relativa Tensão de saturação de vapor de um líquido 2.2. Líquidos em movimento Generalidades Equação da continuidade Energia nos líquidos em movimento Teorema de Bernoulli Para líquidos perfeitos em regime permanente Para líquido reais em regime permanente a) Correcção devido à velocidade média b) Efeito de forças resistentes e perda de carga unitária c) Efeito dos acidentes de percurso e perda de carga localizada d) Expressão geral do teorema sem trocas de energia com o exterior e) Expressão geral do teorema com trocas de energia com o exterior f) Potências desenvolvidas num escoamento Perdas de carga nos escoamentos Número de Reynolds Rugosidade nos encanamentos Perdas de carga contínuas Perdas de carga localizadas Equipamentos de medida e equação de Torricelli Piezómetro Tubo de Pitot Equação de Torricelli 2.3. Turbinas Hidráulicas Introdução Tipos de turbinas hidráulicas

2 Potência e rendimentos Velocidades específicas. Aplicação ao rendimento hidráulico e à classificação das turbinas Grau de reacção Semelhança de turbinas Número específico de rotações Funcionamento em condições diferentes das óptimas Influência nos rendimentos Turbinas Pelton a) Influência da variação do caudal b) Influência da variação da altura Turbinas Francis a) Influência da variação do caudal b) Influência da variação da altura Diagramas em colina Funcionamento e embalamento em vazio Altura de aspiração das turbinas de reacção Escolha e dimensionamento de turbinas hidráulicas Escolha Dimensionamento Regulação de velocidade Tipos Regulação clássica Regulador electrónico Paralelo de grupos turbo alternadores 2.4. Bombas Hidráulicas Introdução Tipos de bombas hidráulicas Aspectos construtivos Bombas centrífugas Potências e rendimentos Semelhança de bombas Número específico de rotações Diagrama em colina Curvas características e ponto de funcionamento Regulação de caudal Por válvulas Por variação de velocidade Altura de aspiração e NPSH Associação de bombas

3 3. Máquinas Térmicas 3.1. Introdução Escorvamento de bombas Escolha de bombas 3.2. Termodinâmica Generalidades Unidades Temperatura e escalas termométricas Conceitos e definições gerais Primeiro princípio da termodinâmica Para sistemas fechados e processos cíclicos Para sistemas fechados e processos não cíclicos Para sistemas abertos Enunciado geral Segundo princípio da termodinâmica Equação dos gases perfeitos Calores específicos Equações aplicáveis aos gases perfeitos Mistura de gases perfeitos. Lei de Dalton Processos termodinâmicos. Expressões fundamentais Traçados no diagrama P/V de isotérmicas e adiabáticas Ciclo reversível de Carnot Calorimetria do vapor de água Generalidades Diagrama P/t para a água Diagrama P/v para a água Título do vapor húmido Calor latente. Entalpias específicas da água e do seu vapor As transformações adiabáticas e o diagrama h/s (Mollier) 3.3. Combustíveis e Combustão Generalidades Combustíveis Equações químicas da combustão. Cálculos Determinação do ar de combustão Determinação dos produtos de combustão Determinação por cálculo do poder calorífico dos combustíveis 3.4.Caldeiras Generalidades Aspectos construtivos

4 Água de alimentação de caldeiras Rendimento das caldeiras Perdas das caldeiras Classificação das perdas reais Cálculo prático das perdas reais Procedimentos para redução de perdas reais Procedimentos para redução de perdas circunstanciais 3.5. Turbinas a Vapor Generalidades Classificação das turbinas a vapor Importância do condensador. Limitações Grau de reacção de uma turbina Componentes e acessórios das turbinas a vapor Potência das turbinas a vapor. Rendimentos Centrais térmicas. Ciclo de Rankine 3.6. Motores Generalidades Introdução Tipos de motores alternativos Ciclos de funcionamento dos motores Ciclos teóricos e do indicador Rendimentos Potência ao veio dos motores Taxa de compressão dos motores Sistemas de refrigeração dos motores Motores de explosão Detonação e índice de octanas Sistema de ignição Ciclo de funcionamento e ciclos termodinâmicos. Rendimentos e perdas Motores diesel Detonação e índice de cetano Ciclo de funcionamento e ciclos termodinâmicos. Rendimentos e perdas 3.7. Compressores Generalidades Tipos Compressores alternativos Trabalho de compressão teórica Compressores dinâmicos Número específico de rotações Bombagem de compressores

5 3.8. Turbinas a Gás Generalidades Princípios de funcionamento Turbina sem recuperador. Ciclo, potência e rendimento teóricos Turbina sem recuperador. Ciclo, potência e rendimento efectivos Processos de aumento dos rendimentos Rendimento global da instalação 3.9. Instalações Frigoríficas Generalidades Refrigeração a partir de vapores Princípio de funcionamento e ciclos termodinâmicos. Potências e rendimentos teóricos Componentes