Turbina FrancisFenômenos de Transporte de Massa, Energia e Momentum

Turbinas Hidráulicas: Formas Construtivas· Turbina Francis

·Máquinas de fluxo de reação: ·Máquinas em que o trabalho está associado à variação de pressão e energia cinética no rotor ·Exemplo: turbina Francis: segundo norma NBR 6445, turbina de reação na qual o fluxo de água penetra radialmente no distribuidor e no rotor, no qual as pás são fixas. ·Outros: turbinas Kaplan e todas as bombas hidráulicas de fluxo

·Altura de queda entre 45 e 750m – competem com Kaplan

e Pelton

·Grande parte da eletricidade gerada no Brasil

·Turbina Francis ·Princípio de operação e partes principais

·Água atua simultaneamente em todas as pás

·Variação de 90o no escoamento entre entrada e saída

·Turbina Francis

·Princípio de operação e partes principais

·Partes principais – segundo norma NBR 6445

Obs.: componentes adicionais (com relação à Pelton) ·maior rendimento (2%) ·projeto mais complexo e > custo de instalação, operação e manutenção

·Turbina Francis ·Transformação de energia em turbinas de reação

·Comportamento das pressões e velocidades:

·Obs.: parte da energia de pressão -> energia cinética (no distribuidor)

·Obs1.: menores curvaturas das pás -> menos perdas no escoamento

-> maiores rendimentos das turbinas de reação

·Obs2.: variação da direção do fluxo = esforços axiais no eixo

Turbina Francis (azul) e gerador (vermelho)

·Turbina Francis ·Representação gráfica e indiciação em rotores Francis

·Projeções parciais em planta e elevação (a de cima), em corte => projeção meridiana:

·Obs.: bombas – mesma indiciação

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·Turbina Francis ·Formas construtivas de rotores Francis

·Tabela: formas construtivas das turbinas

Rotores correspondentes: projeção meridiana:

·Turbina Francis

·Exemplo: usando as usinas.

1. rotor; 2.caixa espiral; 3.mancais; 4.gerador elétrico; 5.excitatriz; 6.válvula de esfera; 7.comporta do tubo de

sucção;