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turb
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Tipos de arranjos de UHE
Hidrelétricas de represamentobarragem e casa de força ligados por conduto forçado,
típico de trecho do rio em cachoeira
Hidrelétrica de Desviohá um sistema de baixa pressão – típico de corredeiras
Hidrelétrica de Derivaçãobarramento é feito em um rio e a descarga em outro, e
pode ser tanto tipo represamento quanto de desvio
Etapas dos estudos para implantação
Etapas estimativa de potencial Estudo de inventário Viabilidade Projeto básico Projeto Executivo
LicençasLicença préviaLicença de instalação - LIDe Operação - LO
Tipos de estudos
Estudos Topográficos Hidrológicos Hidroenergéticos Geológicos e geotécnicos Socio-econômicos De mercado Ambientais
Levantar dados, medições, visita ao local, contratações específicas, análise e estimativas de dados
Equipamentos: Turbinas
Tipos Pelton Francis (simples, duplas – caixa espiral, caixa aberta) Kaplan Tubulares tipo S Bulbo Fluxo transversal ou Michell-Banki
Escolha em função da rotação (velocidade específica) e da queda
Aplicação
Turbinas
(Ref. PCH Eletrobrás)
Pelton Bulbo com Multiplicador
Francis Francis Caixa Aberta
Kaplan S
Escolha do Tipo de Turbina
1
10
100
1000
0.1 1 10 100
Vazão em m3/s
Que
da L
íqui
da e
m m
Equipamentos: Turbinas
Máquinas de Ação – energia cinética – Pelton
Máquinas de Reação – aproveitam energia cinética e da pressão (Francis, kaplan, hélice (Bulbo)
Ação Reação
Velocidade Elevada Média
Pressão Igual atmosférica Forte
Queda Grandes Pequenas e médias
Vazões Pequenas Grandes
Rotor Gira no ar Dentro do fluxo d´água
Turbinas: terminologia
O índice “1” diz respeito a queda de 1 metro Q = Descarga engolida sob queda H em m3/s; Q1 = Q/H0,5
.n = número de rotações sob a queda H . n1 = n/ H0,5
P = potência da turbina sob a queda h (em m), em kW P1 = P/H3/2 é a potência sob a queda e 1 m
Turbinas PeltonPrincipais partes: rotor, injetor (agulha), blindagem metálica, Defletor distribuidor
D = diametro do rotor (centro do jato ao centro do eixo da turbina)d = diâmetro do jatoPara alto rendimento, m = (D/d) > 10Alguns valores de mmínimo: 8 para H de 400m, 9 para H=500m, 10 para h de 600m e 14 para mil metros Rotação n é proporcional a Z0
1/2
Onde Z0 é o número de injetores
Turbinas Francis
Queda de 20 a 600mVelocidade específica entre 50 a 410Eixo horizontal: pequenas unidades, fácil operação e manutençãoEixo vertical: maiores máquinas e velocidade, observar parte mais baixa acima nível máximo de jusanteControle através palhetas do distribuidorRendimento sob carga variável menos plano que Kaplan
Turbinas Francis: equaçõesComo n1 = n/ H0,5 P1 = P/H3/2
Velocidade específica é ns = n1 / P10,5 = (n/ H0,5 ) (P0,5 / H3/4)
Logo n = ns . H5/4 / P0,5
E ns = k / H0,5 (Schreiber usa k=2.200)
Daí vem, n = (k H5/4 ) / (H2/4 ./ P0,5 )
Logo n = (k H3/4 ) / P0,5 ou P = k2 . H3/2 / n2
Diametro: D11 = 39,56 ns5-0,67095
E o diametro será D1 = D11 (Q0,5/ H1/4)
Turbinas Kaplan e tubularesPás: se fixas, curva de rendimento é aguda (cai rápido)Pás: quando ajustáveis tem 4 a 8 pás
TUBULARES (tipo hélice)Fluxo d´ água é paralelo ao eixoPás fixas conduzem a curvas de rendimento bem agudasVazões elevadas e quedas baixas (2 a 18m)
TUBULAR com gerador montado na coroa externaCaracterísticas semelhantes à Kaplan de eixo verticalVantagens: rendimento, obras civis, reduz a casa de máquinas (pode ser até submersa a máquina) Dificuldades: tamanho do gerador e rendimento sob carga variável
Turbinas Kaplan: equações
Também ns = k / H0,5
Agora o k é 2.600 logo ns= 2600/ H0,5
Diametro:D11 = 12,1 ns
-0,43
E o diametro será D1 = D11 (Q0,5/ H1/4)
Turbinas Bulbo e Banki
Tipo Bulbo São hélice de maior velocidade Gerador acoplado é mais compacto No Brasil passou a ser usada nos últimos 25 anos, Mato
Grosso e para a Amazônia reduzirá o impacto ambiental
Tipo Michell ou Banki Máquinas de ação, fluxo transversal Pequenas vazões e quedas entre 10 a 200m Baixos rendimentos Se adaptam bem para micro centrais
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