Turbina Francis

Principio de funcionamento

A turbina Francis um tipo de turbina hidrulica com fluxo radial de fora para dentro, concebida por Jean-Victor Poncelet por volta de 1820 e aperfeioada pelo engenheiro norte-americano James B. Francis em 1849.

Neste tipo de turbina, a gua sob presso entra por um duto circular de seo decrescente, onde desviada por um conjunto de ps estticas para um rotor central. A gua atravessa a parede lateral do rotor, empurrando outro conjunto de ps fixas no mesmo, e sai pela base do rotor com presso e velocidade muito reduzidas. A potncia mecnica extrada da gua transmitida pelo rotor a um eixo fixado na base oposta. As ps estticas podem ser ajustveis.

Turbinas Francis so as mais comuns em usinas hidreltricas for sua fexibilidade e eficincia O rotor geralmente tem entre 1 e 10 m de dimetro. So usadas com quedas de gua de 10 at 650 m, a velocidades de 80 a 1000 rpm; sua potncias varia de menos de 10 a 750 MWs. Uma turbina Francis bem projetada pode extrair at 90% da energia potencial da gua. Em geral, turbinas de tamanho mdio ou grande so instaladas com o eixo vertical.

A Usina hidreltrica de Itaipu assim como a Usina hidreltrica de Tucuru, Usina Hidreltrica de Furnas, Usina Hidreltrica de Foz do Areia, AHE de Salto Pilo e outras no Brasil funcionam com turbinas tipo Francis, com cerca de 100 m de queda de gua.

Caracteristica

A melhoria das tcnicas de controle e regulagem de velocidade nas turbinas hirulicas em centrais hidreltricas, tem merecido a ateno de tcnicos e engenheiros, para contornar diversos tipos de problemas. Dentre os problemas mais srios, destacam-se a cavitao, que compromete a vida til da turbina, e a diminuio da potncia eltrica gerada com a variao da altura de queda, a qual est relacionada s caractersticas topogrficas locais e/ou pelo tipo de regularizao das vazes do rio, no caso das grandes centrais ou nas pequenas centrais hidreltricas constitudas por turbinas do tipo Francis e Kaplan.

Usinas no brasil

* Belo monte

O cacique Raoni com a petio dele contra a represa Belo Monte.

*Foz do areia

O projeto hidreltrico Foz do Areia foi implantado com dois objetivos de igual importncia. O primeiro corresponde criao de um grande reservatrio regulador de vazes a montante dos demais projetos executados no rio Iguau. E o segundo, ao de gerao de energia eltrica com potncia instalada de 2.500 MW. No local do projeto a bacia drenada de 29.800 km e a vazo mdia natural e de 544 m/s.

* Barragem de miranda

A Usina Hidreltrica Miranda est localizada Minas Gerais, no municpio de Indianpolis, s margens do rio Araguari e tem capacidade de gerao de 408 MW. Tem uma altura mxima de barragem de 79 metros e comprimento de 2050 m.

imagens da turbina francis

corte lateral

corte esquemtico