Turbinas Hidráulicas e Suas Partes
Existem dois tipos de turbinas hidráulicas: impulsão e reação. O tipo de turbina que será usada no projeto de uma PCH é baseado na altura da queda d’agua. Outros fatores decisivos são o quão profundo a turbina deve ser ajustada, eficiência e custo.
TURBINA POR IMPULSÃO
Elas geralmente usam a velocidade da água para girar a roda da turbina que em função do gerador, é convertida a energia cinética para energia elétrica. Toda a energia da água passa pelo bocal antes de chegar as turbinas, onde é convertida em energia cinética. As Turbinas Pelton é o tipo de turbina mais eficiente quando se opera com grande queda d’agua (350m até 1100m) e de baixa vazão.
Existem outros tipos de turbinas como, Turbina Turgo, Turbina Banki , Turbina Jonval.
Fonte da Imagem:<http://www.copel.com/hpcopel/root/pagcopel2.nsf/arquivos/turbina_hidraulica/$FILE/turbina_hidraulica.jpg>
TURBINA POR REAÇÃO
As turbinas de reação são adequadas para baixa queda d’agua e grande vazão. O rotor da turbina é submergido na água onde as chapas fixas da turbina são utilizadas para converter a energia de pressão em energia cinética, que varia desde a entrada da turbina até a saída. As Turbinas Kaplan são adequadas para operar em quedas de 20m até 50m e apresentam um bom rendimento em larga operação.
Alguns outros tipos de Turbinas por reação; Turbina Francis, Turbina Fournryron, Turbina Thompson e Turbina Bolso, sendo esta última que opera abaixo de 20m.
Diferenças entre Turbinas de Impulsão e Reação
Fonte da Imagem:< http://www.mecholic.com/2015/10/comparison-between-impulse-and-reaction-turbine.html>
PARTES DE UMA TURBINA
Uma turbina é constituída basicamente por cinco partes: caixa espiral, pré-distribuidor, distribuidor, rotor e eixo, tubo de sucção.
Caixa espiral
É uma tubulação de forma toroidal que envolve a região do rotor. Esta parte fica integrada à estrutura civil da usina, não sendo possível ser removida ou modificada. O objetivo é distribuir a água igualmente na entrada da turbina.
É fabricada com chapas de aço carbono soldadas em segmentos. A caixa espiral conecta-se ao conduto forçado na secção de entrada, e ao pré-distribuidor na secção de saída. Pré-distribuidor
A finalidade do pré-distribuidor é direcionar a água para a entrada do distribuidor. É composta de dois anéis superiores, entre os quais são montados um conjunto de 18 a 24 palhetas fixas, com perfil hidrodinâmico de baixo arrasto, para não gerar perda de carga e não provocar turbulência no escoamento. É uma parte sem movimento, soldada à caixa espiral e fabricada com chapas ou placas de aço carbono. Distribuidor
O distribuidor é composto de uma série de 18 a 24 palhetas móveis, acionadas por um mecanismo hidráulico montado na tampa da turbina (sem contato com a água). Todas as palhetas têm o seu movimento conjugado, isto é, todas se movem ao mesmo tempo e de maneira igual.O acionamento é feito por um ou dois pistões hidráulicos que operam numa faixa de pressão de 20 bar nas mais antigas, até 140 bar nos modelos mais novos.O distribuidor controla a potência da turbina pois regula vazão da água. É um sistema que pode ser operado manualmente ou em modo automático, tornando o controle da turbina praticamente isento de interferência do operador.
Rotor e eixo
O rotor da turbina é onde ocorre a conversão de energia hídrica em potência de eixo.
Tubo de sucção
Duto de saída da água, geralmente com diâmetro final maior que o inicial, desacelera o fluxo da água após esta ter passado pela turbina, devolvendo-a ao rio parte jusante da casa de força.
Fontes: <http://www.portalpch.com.br/93-informacoes-portal-pch/turbinas-hidraulicas.html>
<http://www.mechnol.com/hydraulic-turbines-and-its-classifications.html>
<http://energy.gov/eere/water/types-hydropower-turbines>