Explorando a Variedade de Turbinas: Tipos, Usos e Aplicações

Com a grande maioria da geração de energia e entrega de fluidos, uma turbina é de diferentes tipos servindo o mesmo propósito em diversas aplicações. É um dispositivo que aproveita a energia cinética de algum fluido como água, vapor, ar ou gases de combustão. O transforma em movimento rotacional do próprio dispositivo. O dispositivo é further conectado a um gerador que gera energia elétrica, ou pode ser usado para trabalho mecânico.

Hoje, você conhecerá os diferentes tipos de turbinas, seus diagramas e princípios de funcionamento.

Tipos de turbina

Abaixo estão os diversos tipos de turbina

Turbina de impulso e reação

Turbinas de impulso e reação são turbinas usadas em usinas hidrelétricas. São turbinas de água que têm água como seu fluido de trabalho. Em seu trabalho, milhões de litros de água são coletados de uma barragem, a altura da barragem determina a pressão na qual a água flui. A água altamente pressurizada é permitida fluir através de um grande tubo chamado de conduto forçado.

A turbina está localizada no final do conduto forçado, dando à água pressurizada fácil acesso para atingir as pás da turbina em alta velocidade, causando sua rotação. Eletricidade é gerada quando a turbina é further conectada a um gerador. Uma das diferenças básicas entre turbina de impulso e reação é o formato das pás da turbina.

Uma turbina de impulso basicamente funciona sob o princípio da 2ª lei de Newton. Em vez de pás no cubo do rotor, um número de baldes elípticos de meia-lua são ajustados. Então, quando a água atinge os baldes em alta velocidade, o rotor começa a rotacionar, isso significa, a energia cinética da água é convertida em energia mecânica rotacional. Portanto, eletricidade é gerada quando uma extremidade do eixo da turbina é conectada ao gerador. Exemplos de turbina de impulso incluem Pelton, Turgo e Cross-flow.

Em uma turbina de reação, a soma da energia potencial e energia cinética da água devido à pressão e velocidade, respectivamente, causa a rotação das pás da turbina. Todo o corpo desta turbina é imerso em água e mudanças na pressão da água junto com a energia cinética da água causam troca de potência. Aplicações desta turbina são geralmente em quedas menores e vazões maiores que o tipo impulso.

Turbina a vapor

Tipos de turbina a vapor são frequentemente usados em usinas nucleares e termelétricas. Água é aquecida para produzir vapor que então flui através de uma turbina para produzir eletricidade. Uma turbina a vapor também pode ser classificada em tipos de impulso e reação, especialmente as modernas. A diferença entre esta turbina é que o arranjo e o projeto são diferentes.

Turbinas a vapor consistem de pás rotativas chamadas rotores e pás estáticas chamadas estatores. Estes dois componentes são colocados alternadamente para extrair a maior energia possível. Este processo é conhecido como compounding. Em uma turbina de impulso, seus baldes móveis são projetados para serem empurrados pelo vapor. Enquanto as pás do rotor em turbinas de reação são aerofoliadas em formato, o que permite gerar reação e também permite que o vapor mantenha sua velocidade.

Na maioria das turbinas a vapor, o vapor primeiro flui através de turbina de alta pressão (H.P) seguida por turbina de pressão intermediária (I.P). Após reaquecer o vapor, ele então flui através de turbina de baixa pressão (L.P) (grande conjunto de pás). O propósito do aumento no tamanho das pás do lado interno para o externo é porque o vapor expande enquanto perde sua pressão e energia cinética.

Turbina a gás

Turbinas a gás são frequentemente usadas em motores de calor, por isso também são chamadas de motores de combustão interna. São um dos tipos mais flexíveis de turbinas, tornando sua aplicação ampla. É usada em usinas para gerar eletricidade e também usada para propulsão de aviões e helicópteros. O sistema tem um compressor axial na entrada, que são conjuntos de pás rotativas. Estas pás sugam enorme quantidade de ar e comprimem para aumentar a temperatura do ar. O ar é further fornecido à câmara de combustão. No funcionamento destes tipos de turbinas, combustível é adicionado na câmara de combustão e um ignitor ignora o combustível. Portanto, grande quantidade de gases de escape é produzida que são feitos fluir através das turbinas.

Os diferentes tipos de turbinas a gás/motores a jato são:

1. Turbojato
2. Turbofan
3. Turbojato
4. Turboeixo
5. Ramjet

Turbina eólica

A invenção de uma turbina eólica beneficiou a humanidade pois é conhecida como um método limpo de gerar eletricidade. Assim como outros tipos de turbina, uma turbina eólica tem três pás e são projetadas para rotacionar quando o vento flui diretamente através delas. Turbinas eólicas rotacionam em RPM muito baixo, que não pode produzir eletricidade da frequência requerida. É por isso que uma caixa de engrenagens é requerida no sistema para aumentar a velocidade do eixo. A saída é o que é conectado ao gerador que produz eletricidade.

Em outras palavras, turbinas eólicas operam transformando a energia cinética no vento em potência mecânica. Esta potência é então usada para gerar eletricidade girando um gerador. A turbina pode ser em terra ou offshore.

Os 3 tipos primários de turbinas eólicas são:

1. Turbinas eólicas de eixo horizontal (HAWT)
2. Turbina eólica de eixo vertical Savonius (Savonius VAWT)
3. Turbina eólica de eixo vertical Darrieus (Darrieus VAWT)

Conclusão

Este artigo abordou diferentes tipos de turbina que incluem turbina de impulso e reação, turbina a vapor, turbina a gás e turbina eólica.

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