Turbinas

Question 1

Quais os dois tipos de turbinas

Answer 1

Turbinas a vapor e a gás

Question 2

Qual nome do ciclo básico ideal das turbinas a vapor?

Answer 2

Ciclo básico de RANKINE

Question 3

Qual nome do ciclo básico ideal das turbinas a gás?

Answer 3

Ciclo básico de BRAYTON

Question 4

Explique a teoria do funcionamento de uma turbina

Answer 4

Máquinas térmicas com objetivo de produzir potência.
Dispositivo de expansão onde a energia do vapor expandido é convertida em energia cinética

Bernoulli = EXPANSÃO do vapor gera uma QUEDA de PRESSÃO e consequentemente, AUMENTO a VELOCIDADE, gerando energia CINÉTICA atuante nos ROTOES e se transformando em POTÊNCIA

Question 5

Descreva o ciclo básico ideal das turbinas a vapor

Answer 5

Ciclo básico de RANKINE: caldeira (gerador de vapor) manda vapor em alta pressão para a turbina, onde ocorre a expansão (queda de pressão) e é gerada potência.
O vapor é reaproveitado sendo enviado a um condensador (Vapor/Liquido) e bombeado novamente à caldeira.

Question 6

Descreva o processo termodinâmico das turbinas a vapor

Answer 6

TURBINA [ADIABÁTICA] - expansão sem trocas de calor do vapor
CONDENSADOR [ISOBÁRICO]- troca de calor da P constante (vapor - liquido)
BOMBEAMENTO [ADIABÁTICO] - compressão sem trocas de calor
CALDEIRA [ISOBÁRICO] - troca de calor em P constante para geração de vapor saturado seco

Question 7

Quais as principais variações do ciclo básico de turbinas a vapor?

As variações do ciclo básico melhoram o rendimento das turbinas!

Answer 7

Ciclo básico com reaquecimento
Ciclo básico com regeneração
Ciclo básico combinado

regeneração = recuperação

Question 8

Descreva o ciclo básico de turbinas a vapor com reaquecimento

Answer 8

Reaquecimento primário: o vapor é reaquecido ao sair da caldeira, e depois entra na câmara de alta pressão da turbina [+RENDIMENTO]

Reaquecimento secundário: o vapor é reaquecido novamente após sair da câmara de alta pressão da turbina, e depois é enviado para a câmara de baixa pressão [++RENDIMENTO]

Question 9

Descreva o ciclo básico de turbinas a vapor com regeneração ou recuperação

Answer 9

Partes dos fluxos de vapor da expansão são enviados a trocadores de calor no trecho de bombeamento, pré-aquecendo a água que vai entrar na caldeira [+RENDIMENTO]

Question 10

Descreva o ciclo básico de turbinas a vapor combinado

Answer 10

Ciclo onde há tanto reaquecimento quanto recuperação regeneração atuando juntos [+++RENDIMENTO]

Question 11

Quais as principais classificações de turbinas a vapor

Answer 11

Classificação quanto aos escalonamentos

Classificação quanto a direção do escoamento de vapor nos rotores

Classificação quanto a forma de atuação nos rotores

Classificação quanto ao número de pás

Question 12

Descreva as classificações de turbinas a vapor quanto ao escalonamento

tem a ver com quantidade de rotores

Answer 12

Turbinas a vapor com mais de um rotor podem conter escalonamentos na VELOCIDADE, PRESSÃO individualmente e também VELOCIDADE E PRESSÃO juntos

Question 13

Descreva as classificações de turbinas a vapor quanto a direção do fluxo de escoamento do vapor nos rotores

movimento relacionado ao eixo

Answer 13

AXIAL: fluxo de vapor paralelo ao eixo (MAIS COMUM)

RADIAL: fluxo de vapor perpendicular ao eixo

TANGENCIAL: fluxo de vapor tangente ao rotor.

Question 14

Descreva as classificação de turbinas a vapor quanto a forma de atuação dos rotores

onde ocorrem as expansões..

Answer 14

Turbinas de AÇÃO: expansão ocorre apenas nos elementos fixo da turbina (pás diretrizes e bocais)
pressão igual nos dois lados do rotor

Turbinas de REAÇÂO: expansão ocorre também no rotor.
pressão na entrada do rotor é MAIOR que na saída

Question 15

Descreva as classificações de turbinas a vapor quanto ao número de pás

admissão de vapor..

Answer 15

Turbinas de admissão total: vapor atinge totalmente as pás do distribuidor

Turbinas de admissão parcial: vapor atinge parte das pás do distribuidor

Question 16

Descreva o ciclo básico ideal das turbinas a gás

Answer 16

Ciclo básico BRAYTON: ar atmosférico aspirado pelo compressor é enviado para a câmara de combustão onde é injetado continuamente o combustível e os gases da combustão se expandem sobre o rotor da turbina gerando energia.
Os gases excedentes são ventados na atmosfera.

Descrição de um circuito aberto - comprime ar ambiente e devolve excesso de gases também ao ambiente

Question 17

Quais as variações do ciclo básico de turbinas a gás?

Answer 17

Ciclo com reaquecimento
Ciclo com regeneração
Ciclo regeneração e refrigeração
Ciclo combinado (regeneração + refrigeração + reaquecimento)

A mais combinada das variações é a que tem o maior rendimento

Question 18

Descreva o ciclo termodinâmico das turbinas a gás

Answer 18

Compressor - adiabática isoentrópica (sem trocas de calor e com entropia constante)

Câmara de combustão - isobárica (pressão constante)

Turbina - adiabática isoentrópica (sem trocas de calor e com entropia constante)

Escape - isobárica (pressão constante)

Question 19

Descreva o ciclo básico de turbinas a gás com regeneração

Answer 19

Consiste em enviar os gases excedentes que saem da turbina para um trocador de calor que aquecerá o ar comprimido que sai do compressor antes de entrar na câmara de combustão
+RENDIMENTO

Question 20

Descreva o ciclo básico de turbinas a gás com regeneração e resfriamento

Answer 20

[RESFRIAMENTO] O ar ambiente é comprimido em baixa pressão depois é enviado ao resfriador antes de entrar no compressor de alta pressão.
[REGENERAÇÃO] Os gases que saem do compressor de alta pressão são aquecidos pelos gases excedentes em um trocador de calor antes de entrar na câmara de combustão.
++RENDIMENTO

Question 21

Descreva o ciclo básico de turbinas a gás com reaquecimento

Answer 21

[REAQUECIMENTO] É adicionada uma câmara de combustão adicional na saída da turbina de alta pressão, reaproveitando o calor dos gases excedentes de escape e os enviando para a turbina de baixão pressão.

Question 22

Quais as principais classificações de turbinas a gás

dois tipos similares aos de turbinas a vapor

Answer 22

Classificação quanto a direção de escoamento do fluxo de vapor
Classificação quanto as formas de atuação nos rotores

Question 23

Descreva as classificações de turbinas a gás quanto a direção do fluxo de escoamento do vapor nos rotores

relação ao eixo

Answer 23

Escoamento axial - fluxo de vapor paralelo ao eixo
Escoamento radial - fluxo de vapor perpendicular ao eixo

Question 24

Descreva as classificações de turbinas a gás quanto a forma de atuação

Answer 24

Turbinas de AÇÃO - expansão dos gases apenas nos elementos fixos (pás diretrizes e bocais)
pressões iguais tanto na entrada quanto na saída do rotor

Turbinas de REAÇÃO - expansão dos gases combustíveis também nos rotores.
pressão de entrada MAIOR que pressão na saída do rotor

Question 25

Quais as diferenças entre turbinas a gás com ciclo aberto e fechado

Answer 25

Ciclos ABERTOS
Não há recirculação de gases (entrada e saída para o ambiente)
Mais usados
Ciclo BRAYTON

Ciclos FECHADOS
Recirculação dos gases
Gases do ciclo não tem contato com gases da combustão (menor corrosão)
Necessita de água de refrigeração
Permite utilização de outros gases