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Aplicação e função das turbinas


A turbina é um dos equipamentos mais utilizados hoje em dia no mundo da engenharia. São máquinas rotativas que possuem diversas aplicações e funções diferentes, indo de hidrelétricas até o automobilismo. Dentro da indústria de energia, as turbinas podem ser encontradas em usinas nucleares, hidrelétricas, termoelétricas etc. Neste ramo, as turbinas eólicas também vêm ganhando cada vez mais investimento e aplicação. Em essência, são máquinas motoras – isto é, são movimentadas pelo fluido de trabalho. Este é o conceito de funcionamento contrário de bombas, por exemplo. Bombas energizam o fluido de trabalho, aumentando sua pressão e promovendo movimento do fluido na tubulação.

Uma característica ímpar que pode ser encontrada em todos estes exemplos, é a presença de um rotor com palhetas. Em sua construção, com exceção das turbinas eólicas, existem bocais, ou palhetas fixas, que são responsáveis por direcionar o fluido na direção das palhetas móveis. Neste momento acontece a transformação da entalpia1 do fluido em potência mecânica, isto é, rotação de um eixo. Nas turbinas utilizadas para geração de energia, este eixo é acoplado a um gerador elétrico, que então promove a geração de energia elétrica. Já nas turbinas utilizadas em aviação, o ar que passa pelo equipamento sofre um processo de compressão seguido de combustão antes de sair da turbina, produzindo o empuxo necessário para mover aeronaves.

Em sua aplicação dentro de usinas, são operadas utilizando vapor saturado ou vapor superaquecido, onde geralmente a forma construtiva da máquina muda pouco para cada aplicação. Uma classificação importante, e bastante usada, é relativa à pressão de descarga da turbina. Turbinas que tem a pressão de descarga maior que a atmosférica são chamadas de turbinas de contrapressão. Já no caso de a pressão de descarga ser menor que a atmosférica, a turbina é chamada de condensação. Turbinas de condensação normalmente são turbinas grandes que operam com vapor superaquecido, com vários estágios de expansão onde, no fim do processo, têm-se apenas água oriundo do processo de expansão e condensação3 do vapor.

De forma sucinta, o objetivo de uma turbina é converter a energia disponível no fluido que entra nela para gerar energia elétrica. Na sua concepção, a turbina expande o fluido que entra nela, diminuindo a sua pressão – ou ainda, diminuindo a sua energia interna2.

Vários fatores construtivos e de processo influenciam na capacidade de converter essa energia, isto é, na eficiência da máquina. Um exemplo clássico é a quantidade de palhetas e o seu ângulo de inclinação, além da sua qualidade de fabricação. Também, em questões da instalação, escoamentos de fluidos com muita variação de pressão e vazão tendem a diminuir a eficiência da máquina.

O diferencial da Turbina Redutora de Pressão (TRP) da PROSUMIR é que ela é capaz de controlar a queda de pressão imposta ao escoamento – sendo capaz de operar com vapor saturado ou superaquecido. Nisso, é possível fazer sua aplicação em fábricas, modulando a pressão do vapor de acordo com a necessidade do processo fabril, sem alterar em nada os parâmetros já estabelecidos da fábrica.

Conheça mais sobre a TRP, solução PROSUMIR para aproveitamento energético em sistemas com vapor em www.prosumir.com.br

1 Entalpia: propriedade termodinâmica utilizada em cálculos de processos de compressão e expansão, ou seja, necessária no cálculo da potência desenvolvida em turbinas

2 Energia interna: propriedade termodinâmica usada para determinar por completo as características de um sistema, ou ainda, medida de energia com relação à massa de um sistema

3 Condensação: processo termodinâmico que ocorre a temperatura constante, onde ocorre a mudança de fase de vapor para líquido

Para melhor entendimento dos termos acima, recomenda-se a leitura da obra de Bornakke e Sonntag, “Fundamentos de Termodinâmica”, da Série Van Wylen.





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