TURBINAS A VAPOR (2)

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Turbinas a vapor
Authyeles, Amanda, e Vitória
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HISTÓRIA
AEOLIPILE
Primeiro motor movido a vapor, registrado na história;
A Aeolipile foi definida por Hero, Alexandria, em 150 A.C.
Fonte:https://www.popularmechanics.com/science/energy/a34554479/heron-aeolipile/
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HISTÓRIA
A turbina a vapor foi inventada por Algernon Parsons em 1884;
Modelo foi ligado à um dínamo gerando 7,5kW;
Em 1911 Persons construiu o primeiro gerador de turbina a vapor com eficiência de 1,6%.
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O que é o vapor?
É uma substância na forma de gás, com uma temperatura inferior ao ponto crítico.
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Turbina a vapor
Energia potencial – energia cinética – energia mecânica
Energia elétrica
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Principios do funcionamento	
Princípio de funcionamento a turbina vai gerar trabalho a partir da variação de energia do vapor, então temos um vapor com determinadas características na entrada, ele vai basicamente expandir essa energia para o eixo mecânico.
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Principios do funcionamento	
Turbinas de ação – a expansão do vapor ocorre só nos bocais fixos. Não há expansão do vapor enquanto o mesmo passa pelas palhetas do rotor.
Turbina de reação a energia potencial não é totalmente convertida nos bocais, parte será transfigurada diretamente no rotor onde continuará a perder pressão
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Turbina a vapor de ação
O vapor é acelerado dentro da turbina e é o seu choque com as palhetas que movimenta o rotor
Construída pela primeira vez em 1883 pelo engenheiro sueco Gustaf de Laval
Nas turbinas de ação, o vapor ao entrar em contato com a palheta perde somente velocidade, mas mantém estáveis suas propriedades termodinâmicas como pressão, volume específico e entalpia.
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Turbina a vapor de reação
Introduzidas pela primeira vez por Charles Algernon Parsons em 1884
O vapor ao passar através das palhetas gera uma força de reação que movimenta o rotor.
Em palhetas de reação ocorre uma perda de velocidade e também de pressão e volume específico, resultando em uma perda entálpica e expansão do vapor.
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Diferenças
Ação
As palhetas são mais circulares e simétricas
Impulso axial é menor
Número de estágios é menor
Reação
As palhetas são mais retas
Impulso axial é maior
Número de estágios é maior, devido a baixa queda entálpica nas palhetas
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Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=NIRxyZO0FKY
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Palhetas de ação e reação
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=NIRxyZO0FKY
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Componentes
Palhetas: Peça crítica e importante
Resistência e vibração: perfil aerodinâmico
Aço inoxidável, ligas de titânio
Alta resistência ao escoamento
Limite de resistencia
Resistência à corrosão
Amortecimento
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Componentes
Rotor: Elemento móvel da turbina
Energia cinética - energia mecânica
Cada fabricante tem uma particularidade
Mancais radiais e axiais
Funções:
Suportar a carga centrífuga
Suportar altas temperaturas e pressão, elevados esforços mecânicos por longos períodos
Teste de partícula magnética, ultrassom e líquido penetrante
Acabamento superficial fino nas superfícies - pontos de erosão
Raios - pontos de concentração de tensão, cisalhamento, ou empenos
Tratamentos térmicos e termoquímicos
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Componentes
Diafragma: 
Peça estacionária;
Efeito venturi: aumenta a velocidade do vapor;
Sujeita a diferente pressões;
Fabricados em 3 partes:
Anel externo;
Anel que contém várias palhetas em aço inoxidável fixadas por solda; 
Anel interno de aço;
São peças bipartidas;
Possuem um acabamento superficial bem fino
Variam em tamanho e área de passagem de estágio para estágio
Efeito venturi
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Alinhamento
Barras retificadas
A laser
Cordas de piano
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Aplicações
Centrais termelétricas (convencionais e nucleares para geração de energia elétrica)
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Aplicações
Propulsão de navios e submarinos 
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Aplicações
Propulsão de navios e submarinos 
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Aplicações
Acionamento de máquinas em geral como bombas, compressores, geradores elétricos, ventiladores, secadores de papel, etc.
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Vantagens da turbina a vapor
Utilização de vapor a alta pressão e temperatura;
Alta velocidade de rotação;
Alta relação potência/ tamanho;
Pouca necessidade de lubrificação;
Vapor na saída sem óleo;
Pode ser construído com altas e baixas potências;
Rendimento satisfatório comparado a outras máquinas.
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Desvantagens da turbina a vapor
Necessidade de sistema de engrenagens para baixas rotações;
Período específico para desaceleração da turbina;
Baixa eficiência em turbinas a vapor de pequeno porte;
Menos responsivo a mudanças na demanda de energia em comparação com turbinas a gás e motores alternativos;
Eles têm partida mais longa que as turbinas a gás e certamente os motores alternativos.
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Manutenção
Manutenção de turbinas a vapor é dar condições para que a máquina e os equipamentos funcionem no seu melhor potencial – isto tem a ver com a preservação dos componentes e também com o reparo das falhas.
1 – Manutenção diária das turbinas a vapor 
2 – Manutenção parcial nas turbinas a vapor 
3 – Manutenção geral das turbinas a vapor ou “Overhaul”
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Manutenção
1 – Manutenção diária das turbinas a vapor
Os níveis e temperaturas de óleo,
A temperatura dos mancais,
Vazamentos de vapor
Vazamentos de óleo
Níveis de vibração
Ruídos (sons diferentes do que são habituais).
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Manutenção
2 – Manutenção parcial nas turbinas a vapor
Inspeção de mancais
Verificação de alinhamento
Inspeção das válvulas de
regulagem
Verificação das tubulações em
geral de lubrificação
Avaliar qualidade do óleo
Boroscopia interna na turbina
Sistema de combate a incêndio
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Manutenção
3 – Manutenção geral das turbinas a vapor ou “Overhaul”
Inspeção e substituição de
parafusos/prisioneiros
Ajuste de alinhamento interno e
folgas,
Substituição e ajuste de fitas de
vedação
Substituição e ajuste de palhetas
Limpeza do rotor, porta-palhetas e
carcaça
Balanceamento do rotor
Correção de alinhamento de eixos
Inspeção dos acoplamentos
A limpeza das áreas do óleo,
inclusive, o reservatório,
A válvula de admissão,
Válvulas de retenção
Limpeza e teste
hidrostático dos trocadores de calor e radiadores
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BIBLIOGRAFIA
https://cursoenemgratuito.com.br/diagrama-de-fases/
https://pt.slideshare.net/FabioMagaton/turbinas-a-vapor-56180855
http://ftp.demec.ufpr.br/disciplinas/TMEC037/Prof_Bocon/Apostila_Turbinas.pdf
https://turbivap.com.br/turbina-a-vapor-de-acao-e-reacao/
https://turbivap.com.br/rotor-da-turbina-a-vapor/
https://turbivap.com.br/a-maior-turbina-a-vapor-do-mundo/
file:///C:/Users/vitor/Downloads/MaqTermicas_Turbinas_Vapor.pdf
https://turbivap.com.br/o-que-e-uma-turbina-a-vapor/
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