CURVAS DE DESEMPENHO EM TURBINAS HIDRÁULICAS DE MÓDULO DIDÁTICO ATRAVÉS DE CRITÉRIOS DE PROJETO EXPERIMENTAIS

Resumo

As turbinas hidráulicas são projetadas para transformar a energia mecânica (a energia de pressão e a energia cinética) de um fluxo de água, em potência de eixo, que acoplada a um gerador elétrico é transformada em eletricidade. As turbinas hidráulicas dividem-se entre quatro tipos principais: Pelton, Francis, Kaplan e de Bulbo. Estes conhecimentos entre outros são vistos em sala de aula no componente de Máquinas de Fluxo, porém há necessidade de colocar em prática estes conhecimentos adquiridos teoricamente, para tanto são realizadas práticas de laboratório com o objetivo de dar aos alunos uma visão prática da aplicação de algumas máquinas de fluxo na engenharia, bem como, a apresentação de problemas e soluções experimentais envolvendo tais máquinas, para estimular a percepção prática indispensável na vida profissional do futuro engenheiro. Desta forma, este trabalho visou analisar o desempenho de turbinas através do estudo em módulos didáticos, verificando o aproveitamento do potencial energético disponível associado ao seu funcionamento e obtenção de curvas, que conduzam ao melhor desempenho; e, comparar os dados e curvas experimentais obtidas com as teóricas. O estudo foi realizado nos módulos do Laboratório de Sistemas de Fluido/Campus Bagé/UNIPAMPA, onde se fez o levantamento dos dados experimentais de uma turbina Francis e uma Pelton com medidas de diferentes cargas e ajustes das palhetas guia (100%, 66% e 33%), fez-se as curvas que ilustram o desempenho e o efeito dos diferentes ajustes das palhetas guia, na turbina Francis; na turbina Pelton, foram medidas diferentes cargas e ajustes da válvula agulha (100%, 50% e 25%). Para analise dos dados foram traçadas as curvas de desempenho das turbinas para (T x n); (P x n); (η x Q). Pode-se testar também, os diferentes ajustes e identificar a potência entregue à turbina pela água, bem como a potência absorvida e os rendimentos. Na análise dos resultados na comparação das curvas foi possível verificar que a turbina Pelton depende de maiores pressões de água, portanto, bastante queda, enquanto a turbina Francis não depende de um grande desnível, mas exige um grande volume de água, esta é a ideal para o caso específico de um grande reservatório e um pequeno desnível. Estes dados foram comparados com os teóricos obtendo-se resultados satisfatórios e adequados para serem utilizados como parâmetros para a fabricação de um modelo reduzido e/ou aumentado através da teoria de semelhança para aplicação em rios de pequeno caudal. Esta aplicação poderá promover e desenvolver futuras áreas de exploração de energia, em zonas rurais ou isoladas, como a instalação de micro-hídricas.