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5 - TURBINAS A VAPOR

5.1 INTRODUO

Uma turbina a vapor uma mquina motrizque utiliza a elevada energia cintica da

massa de vapor expandido, fazendo com que foras considerveis, devidas variao de

velocidade, atuem sobre as ps ao rotor.

As foras, aplicadas s ps, determinam um momento motor resultante, que faz girar o

rotor. So usadas para o acionamento de geradores eltricos, compressores, turbobombas

sopradores, etc..

5.2 CLASSIFICAO DAS TURBINAS A VAPORA classificao das turbinas a vapor normalmente feita segundo:

- o modo de atuao do vapor;

- o nmero de estgios;

- o nmero de ps sobre as quais incide o vapor;

- as condies do vapor descarga da turbina

5.2.1 TURBINAS DE AO E DE REAOSegundo o modo de atuao do vapor no rotor as turbinas a vapor podem serdeao e

de reao. Nas turbinas de ao o vapor se expande unicamente no sistema diretor da

mquina (bocais ou canais diretrizes expansores) e no nos canais mveis do rotor, de modo

que a presso sobre as faces das palhetas no varia sensivelmente. A Fig. 5.1 mostra esse tipo

de turbina (o modelo clssico a turbina deLaval). Os bocais ou canais diretrizes podem ser

de paredes convergentes ou de paredes convergentes-divergentes, conforme ilustra a Fig. 5.2.

Quando o vapor se expande tambm nos canais mveis do rotor, de modo que apresso entrada do mesmo maior que na sada, a turbina dita por serdereao. A Fig.

5.3 apresenta este tipo de turbina ( o modelo clssico a turbina deParsons).

Algumas turbinas de reao de vrios estgios possuem um estgio de ao, no qual

acontece uma queda elevada de presso. Isso determina uma turbina menor e de menor custo.

A Fig. 5.4 apresenta o esquema desta turbina.

5.2.2 TURBINAS DE MONOESTGIO E DE VRIOS ESTGIOS

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As turbinas a vapor demonoestgio apresentam um nico rotor que em geral um

estgio de ao. A Fig.5.1 mostra esta turbina e cujos tringulos de velocidades podem ser

visto na Fig. 5.5. Na Fig. 5.6 so mostrados os tringulos de velocidade numa turbina de

reao.

Chamando de m o fluxo de massa, tem-se &mV, a fora de inrcia correspondente

a velocidade V. A ao das foras &mV1 entrada e &mV2 sada das ps determina

uma fora resultante cujo momento em ralao ao eixo ocasiona o movimento de rotao das

ps, ou seja do rotor.

As turbinas devrios estgios montados num mesmo eixo podem apresentar estgios

de ao (turbinas Curtis-Rateau) ou de reao (Fig. 5.3). Os vrios estgios mveis so

intercalados por ps fixas diretrizes, dispostas formando um certo ngulo igual quele de

entrada das ps mveis que as seguem a fim evitar que entrada do vapor se processe com

choque. A Fig. 5.7 mostra o esquema de uma turbina de vrios estgios de ao.

5.2.3 TURBINAS DE ADMISSO TOTAL E PARCIAL

Estas turbinas so assim classificadas conforme o nmero de ps sobre as quais incide

o vapor. As turbinas so deadmisso totalquando o vapor admitido por toda a periferia do

rotor, ou seja, o vapor incide simultaneamente sobre todas as ps do rotor. As turbinas so de

admisso parcialquando o vapor incide somente em uma parte do rotor.

5.2.4 TURBINAS A VAPOR QUANTO DESCARGA

As turbinas a vapor se classificam ainda quanto as condies do vapor no escape, ou

seja

- Turbina de escape livre, se o vapor sai diretamente na atmosfera;

- Turbina de condensao, se o vapor conduzido a um condensador;

- Turbina de contrapresso, quando o vapor de descarga conduzido a um processo

em particular. Neste caso a presso do vapor na descarga ligeiramente superior

atmosfrica;

- Turbinas combinadas, quando uma parte do vapor extrado em estgios

intermedirios da mquina e conduzido a outros equipamentos (trocadores de calor,

por exemplo); o vapor restante continua sua expanso pelos estgios de menor presso

da turbina.