MÁQUINAS HIDRÁULICAS AT-087 Universidade Federal do Paraná Curso de Engenharia Industrial Madeireira Dr. Alan Sulato de Andrade [email protected]
MÁQUINAS HIDRÁULICAS
AT-087
Universidade Federal do Paraná
Curso de Engenharia Industrial Madeireira
Dr. Alan Sulato de Andrade
INTRODUÇÃO AS
MÁQUINAS HIDRÁULICAS
INTRODUÇÃO AS MÁQUINAS HIDRÁULICAS
MÁQUINAS HIDRÁULICAS:
Fazem parte de um grupo maior - MÁQUINAS DE FLUXO:
Máquina
INTRODUÇÃO AS MÁQUINAS HIDRÁULICAS
MÁQUINAS HIDRÁULICAS:
De uma forma geral, máquinas hidráulicas são
equipamentos que interagem com um fluído
incompressível.
Energia
Reservatório A
Unidade de Potência
MH
Reservatório B
~
W
INTRODUÇÃO AS MÁQUINAS HIDRÁULICAS
MÁQUINAS HIDRÁULICAS:
As máquinas de fluxo ou de fluído, nesta disciplina, devem ser entendidas como dispositivos transformadores de energia.
Por exemplo:
Energia contido em um reservatório / escoamento
↕
Energia mecânica
↕
Energia contido em um reservatório / escoamento
A
B
MH
INTRODUÇÃO AS MÁQUINAS HIDRÁULICAS
MÁQUINAS HIDRÁULICAS:
Foco direcionado para Máquinas Hidráulicas:
Considerar
(=C)
Lembrando que em Máquinas Térmicas
Considerar
(≠C)
INTRODUÇÃO AS MÁQUINAS HIDRÁULICAS
MÁQUINAS HIDRÁULICAS:
EVOLUÇÃO:
INTRODUÇÃO AS MÁQUINAS HIDRÁULICAS
MÁQUINAS HIDRÁULICAS:
EXEMPLOS:
Turbinas Hidráulicas
Turbinas Eólicas
Bombas
Ventiladores
Exaustores Exemplo de equipamentos
INTRODUÇÃO AS MÁQUINAS HIDRÁULICAS
MÁQUINAS HIDRÁULICAS:
As máquinas hidráulicas podem ser classificadas de em:
Turbomáquinas,
Energia - movimento [(v1²-v2²)/2g]
Máquinas de deslocamento positivo
Energia - pressão [(p1-p2)/]
INTRODUÇÃO AS MÁQUINAS HIDRÁULICAS
MÁQUINAS HIDRÁULICAS:
TURBOMÁQUINAS
Sua característica básica é que o agente fornecedor
ou receptor de energia no rotor é um fluido em
escoamento contínuo através das fronteiras do
volume de controle.
Importância dos conceitos fundamentais da
Termodinâmica
INTRODUÇÃO AS MÁQUINAS HIDRÁULICAS
MÁQUINAS HIDRÁULICAS:
TURBOMÁQUINAS
Estas máquinas podem ser sub-divididas em duas
categorias:
Máquinas motrizes,
Máquinas operatrizes.
INTRODUÇÃO AS MÁQUINAS HIDRÁULICAS
MÁQUINAS HIDRÁULICAS:
TURBOMÁQUINAS
MOTRIZES
As máquinas motrizes transformam a energia contida
em um fluído em energia mecânica. Caso esteja
conectada a um gerador, pode produzir energia
elétrica.
INTRODUÇÃO AS MÁQUINAS HIDRÁULICAS
MÁQUINAS HIDRÁULICAS:
TURBOMÁQUINAS
MOTRIZES
Turbinas hidráulicas e eólicas.
Montante
Jusante
Barragem
INTRODUÇÃO AS MÁQUINAS HIDRÁULICAS
MÁQUINAS HIDRÁULICAS:
TURBOMÁQUINAS
MOTRIZES
Centrais hidroelétricas. Turbinas Pelton: Máquinas de ação, escoamento tangencial. Operam
altas quedas e baixas vazões.
Turbinas Francis: Máquinas de reação, escoamento radial (lenta e
normal) e escoamento misto (rápida). Operam médias vazões e médias
quedas. Itaipu 20 unidades de 700MW = 14.000 MW
Turbinas utilizadas no Projeto Belo Monte
Turbinas axiais: Máquinas de reação, escoamento axial. Operam grandes
vazões e baixas quedas.
INTRODUÇÃO AS MÁQUINAS HIDRÁULICAS
MÁQUINAS HIDRÁULICAS:
TURBOMÁQUINAS
MOTRIZES
Centrais eólicas. Os principais centros de geração de energia eólica do país: Complexo
eólico Alto Sertão I, situado na Bahia, com capacidade de gerar até
300MW , seguido do Parque eólico de Osório, localizado no Rio Grande
do Sul, com a capacidade de gerar até 150 MW. O parque eólico de
Palmas visa a produção de energia eólica no município de Palmas no
estado do Paraná na divisa com Santa Catarina.
INTRODUÇÃO AS MÁQUINAS HIDRÁULICAS
MÁQUINAS HIDRÁULICAS:
TURBOMÁQUINAS
OPERATRIZES
As máquinas operatrizes absorvem energia mecânica
e transferem a energia para o fluído.
INTRODUÇÃO AS MÁQUINAS HIDRÁULICAS
MÁQUINAS HIDRÁULICAS:
TURBOMÁQUINAS
OPERATRIZES
Bombas, ventiladores e exaustores.
INTRODUÇÃO AS MÁQUINAS HIDRÁULICAS
MÁQUINAS HIDRÁULICAS:
TURBOMÁQUINAS
OPERATRIZES
INTRODUÇÃO AS MÁQUINAS HIDRÁULICAS
MÁQUINAS HIDRÁULICAS:
MÁQUINAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO
Sua característica básica consiste num fluxo de fluído
intermitente que ao ser confinado transmite força,
torque ou potência.
INTRODUÇÃO AS MÁQUINAS HIDRÁULICAS
MÁQUINAS HIDRÁULICAS:
MÁQUINAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO
Exemplos:
FLUÍDO DE TRABALHO DESIGNAÇÃO
líquido bomba de engrenagens, de cavidade progressiva, de parafuso
INTRODUÇÃO AS MÁQUINAS HIDRÁULICAS
COMPARATIVO:
TURBOMÁQUINAS MÁQUINAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO
alta rotação baixas e médias rotações
potência específica elevada
(potência/peso)
potência específica média p/ baixa
(potência/peso)
não há dispositivos com movimento
alternativo
várias têm dispositivos com movimento
alternativo
médias e baixas pressões de trabalho altas e muito altas pressões de trabalho
não operam eficientemente com fluidos
de viscosidade elevada
adequadas para operar com fluidos de
viscosidade elevada
vazão contínua na maior parte dos casos, vazão intermitente
energia cinética surge no processo de
transformação de energia
energia cinética não tem papel significativo no
processo de transformação de energia
na maioria dos casos, projeto
hidrodinâmico e características
construtivas mais complexas que as
máquinas de deslocamento
na maioria dos casos, projeto hidrodinâmico e
características construtivas mais simples que
as máquinas de fluxo