Turbinas A Vapor

TURBINAS A VAPOR

DEFINIÇÃO

Turbina a vapor é uma máquina rotativa que consome energia térmica do vapor d água transformando-a em energia mecânica.

Sua maior aplicação é no acionamento de bombas, compressores e geradores de energia elétrica. Embora inventada e conhecida a alguns séculos, seu desenvolvimento e aplicação de forma prática se deu principalmente nas últimas décadas.

Do ponto de vista termodinâmico a turbina a vapor ocupa umas posições favoráveis, transformando em energia mecânica relativamente grande parte da energia térmica que consome. Sua eficiência pode ser considerada boa,especialmente nas turbinas de grandes capacidades acionadas por vapor de alta pressão.

Do ponto de vista mecânico, a turbina a vapor pode ser considerada ideal ,pois a força de propulsão é aplicada diretamente no elemento de rotação da máquina,não sendo necessário,como no caso das máquinas alternativas a vapor,um dispositivo do tipo biela-manivela para transformar o movimento alternativo em rotativo.

Pelo fato de apenas possuir peças com movimento de rotação,não tem o inconveniente de desbalanceamento mecânico,como no caso das máquinas alternativas a vapor e à combustão interna.É um equipamento mecânico que se presta muito bem para o acionamento de máquinas que exigem torques constantes e rotações elevadas como no caso de bombas,geradores de energia elétrica e compressores rotativos.

Como as partes lubrificadas de uma turbina são os mancais principais,o sistema governador e as engrenagens do redutor de velocidade ,não existindo nenhuma parte de escorregamento linear como nas máquinas alternativas,o consumo de lubrificante é mínimo.Geralmente o óleo circula no sistema de lubrificação ,sendo refrigerado e filtrado,podendo ser usado por um longo período de tempo sem necessidade de substituição.Então o custo de lubrificação é baixo quando comparado com o de máquinas alternativas de potência equivalente.

TIPOS DE TURBINAS

Turbina de ação simples ou de Laval:Este tipo de turbina consiste em um ou mais bocais fixos que descarregam vapor sobre uma fileira de palhetas moveis montadas num disco acoplado a um eixo.A expansão do vapor ocorre completamente nos bocais.As palhetas moveis não conseguem absorver toda a energia cinética do vapor, conseqüentemente a velocidade do vapor na saída é alta, constituindo-se numa perda de energia.Possui baixo rendimento, entretanto pela sua simplicidade de projeto e a construção é recomendada para pequenas potências.

Turbina Curtis (Velocidade Escalonada):Como forma de aproveitar as perdas de energia experimentadas nas turbinas de ação simples (velocidade residual relativamente alta), são adicionadas duas ou mais filas de palhetas moveis, intercalando-se entre elas palhetas fixas.As palhetas fixas são montadas na carcaça e tem como único propósito direcionar o jato de vapor sobre as palhetas moveis.

Turbina Rateau (Pressão Escalonada):Ao invés de a queda total de pressão ocorrer em um único bocal (ou conjunto de bocais) a queda de pressão é dividida em duas ou mais fileiras de bocais. Com este arranjo se obtém um efeito semelhante ao que se teria com um arranjo de duas ou mais turbinas de Laval em série.

A vantagem reside em que se pode obter uma velocidade de palhetas mais adequada em termos de resistência de materiais.

Turbina Curtis-Rateau:O desenvolvimento desta turbina partiu do principio de se conseguir velocidades de pás ideais (portanto maiores rendimentos) utilizando-se um uma combinação de estágios Curtis (escalonamento de Velocidade) e estágios Rateau (escalonamento de Pressão).O emprego do estágio Curtis ocasiona grande perda de pressão e de temperatura

do