Finalidade e Aplicações de turbinas

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Finalidade e Aplicações

As turbinas têm a finalidade de transformar um tipo de energia que a natureza nos oferece em trabalho mecânico. Ela é, portanto, uma máquina de fluxo motriz. Existem vários tipos de turbina, relacionadas com os tipos de fontes de energia oferecidas pela natureza (vento, água, calor, etc).

Ínumeras são as aplicações que podemos dar às turbinas: como gerar energia elétrica normalmente é o objetivo, suas aplicações estão ligadas com o local de onde elas vão trabalhar - iluminação elétrica, geração de calor, funcionamento de outras máquinas de fluxo, etc. Em geral, as turbinas têm sido aplicadas em substituição de motores a diesel.

Classificação

Como as fontes oferecidas pela natureza são de tipos muito variados, existem vários tipos de turbinas. A energia potencial da água, a energia hidráulica, é transformada em trabalho mecânico pelas turbinas hidráulicas (ex.: Francis, Propeller, Kaplan, Pelton....). A energia cinética do vento pode ser transformada em trabalho mecânico por turbinas eólicas. A energia térmica, ou seja, a energia dos combustíveis e a energia nuclear, pode ser utilizada através das turbinas a vapor e das turbinas a gás.Cada uma delas está explicada separadamente abaixo.

Turbinas a vapor

A turbina a vapor é o mais usado entre os diversos tipos de acionadores primários existentes, com exceção do motor elétrico. Uma turbina a vapor tem como objetivo transformar a energia contida no fluxo contínuo de um vapor que recebe em trabalho mecânico. O rendimento do ciclo térmico a vapor, bastante satisfatório, melhora a medida que aumentam a potência das máquinas e as pressões e temperaturas de geração de vapor. É uma máquina rotativa pura, isto é, a força acionadora é aplicada diretamente no elemento rotativo da máquina. Os impulsos aplicados pelo vapor nas palhetas da turbina são regulares, fazendo com que o torque aplicado no acoplamento da turbina seja uniforme.

Entre as características mais importantes das turbinas a vapor, podemos citar: facilidade de controle e a possibilidade de variação de velocidade, grande confiabilidade operacional, facilidade de operação, manutenção simples e econômica e vida útil longa. Os principais usos de uma turbina a vapor são: acionamento de geradores elétricos em centrais termelétricas convencionais ou nucleares e acionamento mecânico de outros equipamentos rotativos (bombas, compressores, ventiladores).

om relação ao seu funcionamento, a transformação de energia do vapor em trabalho é feita em duas etapas. Inicialmente, a energia do vapor é transformada em energia cinética. Isso ocorre quando o vapor escoa através de pequenos orifícios (Expansores), adquirindo grande velocidade. Na segunda etapa, essa energia cinética é transformada em trabalho mecânico, o que pode ocorrer de duas maneiras: segundo o princípio da ação ou segundo o princípio da reação. No princípio da ação (figura ao lado), o vapor é completamente expandido em uma ou mais boquilhas fixas, antes de atingir as pás do rotor; as velocidades de escoamento do vapor são muito altas. No princípio da reação, o vapor realiza um trabalho de distensão