BCAS 20091 MRE PARTE 2 FEVEREIRO/ 2009 GMP-102. BCAS 20092 GENERALIDADES COMBUSTÍVELENERGIA...

BCAS 2009 1

MRE PARTE 2

FEVEREIRO/ 2009 GMP-102

BCAS 2009 2

GENERALIDADES

COMBUSTÍVEL ENERGIA QUÍMICA

CÂMARA DE COMBUSTÃO

ENERGIA QUÍMICA EM ENERGIA TÉRMICA

TURBINAENERGIA TÉRMICA EM ENERGIA

MECÂNICA

COMPRESSORENERGIA TÉRMICA EM ENERGIA DE

PRESSÃO

DESCARGA (TJ) EMPUXO

BCAS 2009 3

GENERALIDADES

Orientação dos gases: Carcaça externa. Variação de diâmetro; Acomoda a variação de pressão do ar.

BCAS 2009 4

GENERALIDADES

Unidade que eleva a pressão e reduz o volume de ar.

Bomba/ compressor. Tipos de compressores: axial e centrífugo. Fluxo axial = direção paralela ao eixo.

BCAS 2009 5

GENERALIDADES

Compressor axial Inúmeras fileiras de palhetas e alhetas; Aletas presas a um disco estacionário; Palhetas rotativas; Rotativas aceleram o ar; Estacionárias desaceleram o ar; Energia de velocidade em energia de

pressão.

BCAS 2009 6

GENERALIDADES

Par de palheta + aleta = 1 estágio. Cada estágio = 1 parcela de compressão; Cada par seguinte recebe o ar mais comprimido que

o anterior; A velocidade do ar é mantida. A pressão e o volume são alterados. Estágios = multiplicar a pressão sucessivamente.

BCAS 2009 7

GENERALIDADES

ESTÁGIOS1 10

EL

EV

AÇ

ÃO

DE

P

RE

SS

ÃO

BCAS 2009 8

COMPRESSORES

Introduz ar na câmara de combustão. Taxa de compressão: Quantas vezes a pressão de admissão foi

aumentada. Exemplo: 10:1 ↑ Taxa de compressão = ↓ Consumo. CDP = Compressor Discharge Pressure CIP = Compressor Inlet Pressure Compressor ideal: ↓ Área frontal ↑ Taxa de c.

BCAS 2009 9

COMPRESSORES

Dois tipos básicos: Axial e centrífugo. Existem motores com combinação entre eles.

BCAS 2009 10

COMPRESSORES

VANTAGENS E DESVANTAGENSAXIAL CENTRÍFUGO

↑ Eficiência ↑ Robustez

↓ Área frontal ↑ Facilidade de fabricação

↓ Resistência ao avanço ↓ Custo de fabricação

↑ Taxa de compressão ↑ Vida útil

Comprime 2 x mais -------------

BCAS 2009 11

COMPRESSOR CENTRÍFUGO

Fluxo centrífugo; Fácil fabricação; Menor custo; Robusto e durável; Baixa taxa de compressão (4:1 a 5:1) Motores de pequeno porte.

BCAS 2009 12

COMPRESSOR CENTRÍFUGO

Componentes fundamentais: Ventoinha Difusor Coletor

BCAS 2009 13

COMPRESSOR CENTRÍFUGO

BCAS 2009 14

COMPRESSOR CENTRÍFUGO

BCAS 2009 15

COMPRESSOR CENTRÍFUGO

VENTOINHA (IMPELLER)

Capta o ar exterior; Adiciona energia cinética; Acelera por força centrífuga;

BCAS 2009 16

COMPRESSOR CENTRÍFUGO

DIFUSOR

Desacelera o ar; Energia cinética em energia de pressão; Orienta o ar para o coletor;

BCAS 2009 17

COMPRESSOR CENTRÍFUGO

COLETOR

Conduz o ar para as câmaras de combustão;

BCAS 2009 18

COMPRESSOR AXIAL

Mais eficiente; Admite um volume maior de ar; Maior taxa de compressão; Pode chegar a 21:1; Direção paralela ao eixo do motor; Compressão horizontal; Evita perdas de energia; (curvas) Unidades básicas: Rotor e estator.

BCAS 2009 19

COMPRESSOR AXIAL

BCAS 2009 20

COMPRESSOR AXIAL

BCAS 2009 21

COMPRESSOR AXIAL

BCAS 2009 22

COMPRESSOR AXIAL

BCAS 2009 23

COMPRESSOR AXIAL

BCAS 2009 24

COMPRESSOR AXIAL

ROTOR Palhetas montadas radialmente; Impulsionam o ar para trás; Tambores acionados por um eixo comum; Peça inteiriça (spool) Palhetas rotoras (Blades) Discos separados por anéis espaçadores. Material: Ligas de alumínio, aço ou titânio.

BCAS 2009 25

COMPRESSOR AXIAL

ESTATOR Palhetas montadas radialmente na carcaça; Recebem o ar do duto de entrada/ estágio; Direcionam para a câmara ou próx. estágio; Controlam a direção do ar para cada disco

rotor; O rotor gira dentro do estator;

BCAS 2009 26

COMPRESSOR AXIAL

GUIAS (IGV/OGV) IGV (Inlet Guide Vane) Controlam a área da entrada de ar; Dirige o ar para o 1° estágio; Podem ter ângulo variável (motores c/ ↑ TC) Evitam o estol do compressor. Baixas velocidade do motor. OGV (Outlet Guide Vane) Carcaça traseira do compressor.

BCAS 2009 27

COMPRESSOR AXIAL

GUIAS (IGV/OGV) Fornece ar à câmara de combustão com

mínimo turbilhonamento. Estágios traseiros sem eficiência – Estágios

dianteiros com sobrecarga = Estol.

BCAS 2009 28

COMPRESSOR AXIAL

Compressor axial duplo (alta/baixa pressão) Motores que requerem alta taxa de comp. Operação com razões de pressão ↑. ↓ Consumo de combustível;

BCAS 2009 29

COMPRESSOR AXIAL

Compressor dianteiro = Baixa pressão Regulam a qte. Fluxo de ar para o comp.

Alta. Evita que o comp. Alta fique exposto a fluxo

de ar elevado;

BCAS 2009 30

COMPRESSOR AXIAL

Compressor traseiro = Alta pressão Velocidade regulada pelo sistema de

combustível;

BCAS 2009 31

COMPRESSOR AXIAL

Compressor traseiro = Alta pressão Eixos concêntricos = Coaxiais Cada conjunto (baixa/alta) – Rolamento

próprio; Cada conjunto acionado independente; Rotores devem trabalhar em harmonia; Rotor de alta – Gira com ar aquecido; Rotor de alta – RPM ↑.

BCAS 2009 32

COMPRESSOR AXIAL

A taxa de compressão de cada estágio é em média 1,14.

Compressão eficiente = 8 a 14 estágios; Temp. em um compressor simples: ↑ 10x Temp. compressor duplo: ↑ 28 x.

BCAS 2009 33

COMPRESSOR AXIAL

BCAS 2009 34

COMPRESSOR AXIAL

BCAS 2009 35

COMPRESSOR AXIAL

BCAS 2009 36

BCAS 2009 37