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Prof. Érick Zambrano 1 TURBINAS À GAS INTRODUÇÃO

TURBINAS +Ç GAS

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Saiba um pouco sobre turbinas a gás em um slide que passa dos 90. resumos ilustrações e explicações dessa fantástica máquina.

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Prof. rick Zambrano1TURBINAS GASINTRODUO

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Prof. rick Zambrano2IntroduoPertencem ao grupo de motores de combusto;Faixa de operao: 100kW (135hp) at 180MW (241.384hp) as nucleares chegam a 350MW (470.000hp)Concorrem tanto com os motores alternativos de combusto interna (DIESEL e OTTO) como tambm com as instalaes a vapor (TV) de pequena potncia;Principais Vantagens: pequeno peso e ocupam pouco espao.

Prof. rick Zambrano3Comparao (Turbinas a Gs X Motores Alternativos)Ausncia de movimentos alternativos;Ausncia de atrito entre superfcies slidas (pisto/camisa do cilindro);Quase inexistncia de problemas de balanceamento;Baixo consumo de leo lubrificante (uma vez que o mesmo no entra em contato direto com partes quentes e nem com os produtos de combusto) ;Elevada confiabilidade.

Prof. rick Zambrano4

Comparao (Turbinas a Gs X Motores Alternativos)

Entrada de ar

Entrada de arCompresso

Combusto

IntermitenteContnua

ExaustoExausto

Prof. rick Zambrano5Vantagens (Turbinas a Gs X Turbinas Vapor)No necessitam de fluido refrigerante o que facilita muito sua instalao. Baixa inrcia trmica (Quando pr-aquecida o tempo entre carga nula e carga plena varia de 2 at 10 segundos)

Prof. rick Zambrano6Desvantagens (Turbinas a Gs X Turbinas Vapor e Motores alternativos)So muito caras quando comparadas com mquinas de mesmo tamanho.Suas altas rotaes e tambm suas altas temperaturas, geram problemas para projet-las pelo lado da engenharia como tambm pelo lado da resistncia dos materiais. Tendem a usar mais combustvel quando elas esto ociosas, isto faz uma turbina a gs uma tima soluo para jatos e usinas termoeltricas (carga constante), mas uma pssima para carros (carga flutuante).

Prof. rick Zambrano7HistricoEm 150 A.C., um filsofo e matemtico egpcio, Hero, inventou, o Aeolipile, que rodava sobre uma pequena caldeira de gua. Em 1232 os chineses comeam a utilizar foguetes como armas. A inveno da plvora usa o princpio da reao para lanar os foguetes

Prof. rick Zambrano8HistricoEm 1500, Leonardo da Vinci desenhou um esboo de um dispositivo, o macaco de chamin. Em 1629, Giovanni Branca desenvolveu uma oficina de estampagem que usava jatos de vapor para girar uma turbina que fornecia trabalho para as mquinas.

Prof. rick Zambrano9HistricoEm 1687, Sir Isaac Newton anuncia, a sua 3 Lei.Para cada ao haver uma reao de mesma fora e intensidade, mas em sentido oposto. Baseado nas suas leis ele imaginou um veculo movido por jatos de vapor.

Prof. rick Zambrano10HistricoA primeira concepo da turbina a gs e seu conseqente patenteamento foi proposta em 1791 pelo ingls John Barber.

Prof. rick Zambrano11HistricoA primeira turbina a gs com combusto a presso constante, foi concebida por J. F. Stolze (1872), a partir da patente de Fernlhougs e cuja fabricao e testes somente ocorreram entre 1900 e 1904.

(A) Soprador axial mltiplo estgio(B) turbina de reao de mltiplo estgio (C) Pr aquecedor de ar

Prof. rick Zambrano12HistricoEssa turbina possua um baixo rendimento tanto do compressor como da turbina e a temperatura mxima dos gases era baixa por causa dos limites dos materiais disponveis na poca.

(A) Soprador axial mltiplo estgio(B) turbina de reao de mltiplo estgio (C) Pr aquecedor de ar

Prof. rick Zambrano13HistricoHolzwarth em 1913, na Alemanha, desenvolveu uma turbina com a combusto a volume constante e tambm utilizou um sistema de resfriamento a gua (necessitando de uma massa de ar menor).Mesmo assim a turbina que foi fabricada, no projeto a potncia era para ser de 1000cv e s atingiu 200cv.

Prof. rick Zambrano14HistricoAt 1937 as turbinas a gs eram fabricadas com finalidades industriais;Em 1938 a BBC, em Mannheim, fabricou uma turbina de 5000cv, que atingia um rendimento global de 20%, ainda considerado baixo se comparado com motores alternativos a pisto;Um pouco antes do incio da 2 guerra mundial comeou o desenvolvimento de turbinas para uso aeronutico, devido ao baixo peso e, pequeno volume.

Prof. rick Zambrano15

HistricoWhittle em 1930 desenvolveu e patenteou o uso da reao ou jato como meio propulsor e, neste caso, o uso de turbinas a gs tornou-se imprescindvel. Em 1937 Whittle construiu o primeiro motor com essa finalidade.

Prof. rick Zambrano16HistricoEm 27 de agosto de 1939 Heinkel (Alemanha), fez voar o seu primeiro avio (o HE178) utilizando o gs como reator ou seja usando jato propulso. Voava a 400mph (644km/h)

Prof. rick Zambrano17HistricoOs estudos de aerodinmica tiveram um grande progresso, pois com o uso de jato propulso, os avies atingiam maior velocidade. Problemas de instabilidade e aerodinmica surgiram e novas solues foram obtidas.Devido a esses novos estudos, somente no final da guerra (1944 - 1945) que os primeiros avies com propulso conseguiram voar eficientemente.

Prof. rick Zambrano18HistricoEm 1942, o Dr. Franz Anslem desenvolveu uma turbina de fluxo axial, a Junkers Jumo 004, usada no Messerschmtt ME262 que voava a 500mph (805km/h).

Prof. rick Zambrano19Histrico

ME262 Caa alemo

Prof. rick Zambrano20HistricoLogo aps a 2 guerra, a aviao comercial passou a utilizar a propulso a jato intensivamente. Novos conhecimentos fez com que a turbina a gs tivesse um tremendo avano possibilitando a construo de turbo-mquinas com alto rendimento. O sucesso foi tanto que nos anos 70, 100% dos avies de grande porte eram impulsionados por turbinas.

Prof. rick Zambrano21HistricoCom a melhoria no projeto, mesmo na aplicao industrial, a turbina a gs com combusto a presso constante passou a predominar, devido principalmente a sua simplicidade de construo e quando comparada a turbina com combusto a volume constante. Isto s foi possvel devido a dois fatores: o desenvolvimento do compressor para alta relao de presso e com alto rendimento; o desenvolvimento de novos materiais resistentes a alta temperatura.

Prof. rick Zambrano22HistricoEm 1943 a Escher Wyss constri uma TG de 2000kW. Em 1949 tm-se a primeira instalao industrial 12,5MW em St. Denis, Frana, funcionando com um sistema com queima de leo.Em 1956 a Escher Wyss constris uma TG de 2,3MW com Carvo pulverizado para a gerao de eletricidade e aquecimento.Na dcada de 70 foram construdas instalaes com at 50MW.

Prof. rick Zambrano23TURBINAS GASFUNCIONAMENTO

Prof. rick Zambrano24Componentes BsicosAs turbinas a gs so constitudas de trs partes principais:

CompressorCmara de combustoTurbinas

Prof. rick Zambrano25Componentes Bsicos

Bocal de Admisso

Prof. rick Zambrano26Componentes Bsicos

Bocal de Admisso

Prof. rick Zambrano27Componentes Bsicos

Compressor de Ar

Prof. rick Zambrano28Componentes Bsicos

Compressor de Ar

Prof. rick Zambrano29Componentes Bsicos

Cmara de Combusto

Prof. rick Zambrano30

Componentes BsicosCmara de Combusto (Canecos queimadores)(Alinhador dos combustores anelares)(Anelar) (Canecos) (Anel com canecos)(Queimadores)(Admisso)(Compressor)(Turbina)(Bocal)

Prof. rick Zambrano31Componentes Bsicos

Turbina

Prof. rick Zambrano32Componentes BsicosTurbina

Prof. rick Zambrano33Componentes Bsicos

Ps queimador

Prof. rick Zambrano34Componentes BsicosPs queimador

Prof. rick Zambrano35Componentes Bsicos

Bocal

Prof. rick Zambrano36Componentes Bsicos

Bocal

Prof. rick Zambrano37Princpio de Funcionamento

Injetor de combustvelQueimadorEixo de sada

Exausto

CompressorCmara de combustoTurbinasEixo da turbina

Comp CnicoAt 30xCombustveis: querosene, combustvel de avio, propano, ou gs natural 2 turbinas

Prof. rick Zambrano38Classificao das Turb a GsQuanto ao CicloAberto;Fechado.Quanto ConstruoLeves (Jet-derived GT - derivadas de turbinas aeronuticas);Pesadas (Heavy-Duty GT)Quanto a Transmisso de ForaLivres;Transmisso Direta;Transmisso por Engrenagens (Caixa de Reduo ou Ampliao da Rotao).

Prof. rick Zambrano39Classificao das Turb a GsQuanto RotaoOperao em Velocidade Constante;Operao em Velocidade Varivel .Quanto ao Nmero de EixosDe um eixo;De vrios eixos.Quanto LocalizaoOnshore (Interna);Offshore (Externa);Mvel (on-board) especialmente aplicaes martimas.Quanto AplicaoIndustrial;Martima;Aeronutica.

Prof. rick Zambrano40Quanto ao CicloCiclo Aberto: O fluido de trabalho no retorna ao incio do ciclo.

Prof. rick Zambrano41Quanto ao CicloCiclo Fechado: O fluido de trabalho permanece no sistema. Para isso, o combustvel queimado fora do sistema, utilizando-se um trocador de calor para fornecer a energia da combusto ao fluido de trabalho .

Prof. rick Zambrano42Quanto ao CicloVantagens do ciclo fechadoa possibilidade de se utilizar combustveis slidos;a possibilidade de altas presses em todo o ciclo, reduzindo o tamanho da turbomquina em relao a uma potncia til requerida;evita-se a eroso das palhetas da turbina;elimina-se o uso de filtros;aumento da transferncia de calor devido a alta densidade do fluido de trabalho;uso de gases com propriedades trmicas desejveis.

Prof. rick Zambrano43Quanto ao CicloDesvantagem do ciclo fechadonecessidade de investimento em um sistema externo de aquecimento do fluido de trabalho, envolvendo um ciclo auxiliar.

Prof. rick Zambrano44Quanto a ConstruoTurbinas Leves: principais caractersticas:Construo leve;Alta velocidade e, geralmente,Mancais de rolamentos, (so acessveis).

Prof. rick Zambrano45Quanto a ConstruoTurbinas LevesPodem ter vrios eixos girando em diferentes velocidades (um eixo para o compressor de baixa presso, um para o compressor de alta presso e outro eixo para a turbina de fora.

Principais aplicaes:produo de energia mecnica motor para mquinas (bombas e compressores)

Prof. rick Zambrano46Quanto a ConstruoTurbinas PesadasIndicadas para gerao de energia (de 10MW a acima de 100MW).

Estas mquinas podem ter uma ou duas cmaras de combusto dispostas separadamente.

Prof. rick Zambrano47Quanto a AplicaoTurbinas IndustriaisSo, essencialmente, fixas e so utilizadas para gerao de energia mecnica, com rotao constante ou varivel.

Ptio do transformadorCargas para o geradorDifusorTurbina a vaporTurbina a gasGerador

Prof. rick Zambrano48Quanto a AplicaoTurbinas MartimasSo utilizadas na gerao de energia mecnica e eltrica em navios

Prof. rick Zambrano49Quanto a AplicaoTurbinas AeronuticasPelo grande desenvolvimento tecnolgico e cientfico nesta rea elas possuem grandes eficincias trmicas e potncia, possibilitando altas velocidades (supersnicas). A eficincias trmicas pode chegar a 41% e as temperaturas da combusto em 1800K (1527C).

Prof. rick Zambrano50Quanto a AplicaoTurbinas AeronuticasPodem ser classificadas ainda pela sua Aplicao:

Turbohlice;Turbofan;Turbojato;Ramjet.

Prof. rick Zambrano51Quanto a AplicaoTurbinas Aeronuticas- TURBOHLICE Essa est acoplada a uma caixa de engrenagem que reduz a rotao para um eixo que tem uma hlice.

Prof. rick Zambrano52Quanto a AplicaoTurbinas Aeronuticas- TURBOHLICE Os gases de escape no possuem efeito propulsivo, quem d propulso aeronave a hlice acoplada ao eixo redutor de velocidade. Para vos subsnicos.

Prof. rick Zambrano53Quanto a AplicaoTurbinas Aeronuticas- TURBOHLICE

Prof. rick Zambrano54Quanto a AplicaoTurbinas Aeronuticas- TURBOHLICE

Prof. rick Zambrano55Quanto a AplicaoTurbinas Aeronuticas- TURBOFANPossuem ps frontais que succionam o ar para a turbina. A maior parte do ar succionado passa por fora do motor.

Esse fluxo de ar chamado de Bypass e faz a turbina ser menos barulhenta alm de fornece um maior empuxo aeronave em baixas velocidades sem aumentar o consumo de combustvel. A maioria das aeronaves, principalmente civis, so movidas por turbinas com turbofan, onde 85% do empuxo tem origem no ar de bypass.

Prof. rick Zambrano56Quanto a AplicaoTurbinas Aeronuticas- TURBOFANExistem vrios tipos de turbinas, com Razes de Bypass grandes ou pequenas, dependendo de sua aplicao.

vos subsnicos (uso civil)

vos supersnicos(uso militar)

Prof. rick Zambrano57Quanto a AplicaoTurbinas Aeronuticas- TURBOFAN

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Quanto a AplicaoTurbinas Aeronuticas- TURBOFANO Ar de Bypass pode ser ainda utilizado como um sistema de freio nas aterrissagens, utilizando-se de um sistema de reverso do fluxo de ar.

Prof. rick Zambrano59Quanto a AplicaoTurbinas Aeronuticas- TURBOJATOSo utilizadas para vo supersnico. O ar admitido comprimido de 3 a 12 vezes por um compressor centrfugo ou axial.

Prof. rick Zambrano60Quanto a AplicaoTurbinas Aeronuticas- TURBOJATOUtiliza-se o nesse tipo de turbina o afterburner (ps queimadores) que tem como funo aumentar o empuxo pelo aumento do volume dos gases de exausto. Isso se faz atravs de uma segunda combusto na sada desses gases.

Prof. rick Zambrano61Quanto a AplicaoTurbinas Aeronuticas- RAMEJETSo motores de reao para vos supersnicos e no possui partes mveis. O ar forado para a cmara de combusto pelo movimento para frente do avio, sem compressor, implicando na necessidade de uma alta velocidade do avio para o seu funcionamento.

Prof. rick Zambrano62Quanto a AplicaoTurbinas Aeronuticas- RAMEJETUma aeronave que utilize a ramjet, necessita de alguma outra fora que a leve at a velocidade mnima de funcionamento, como por exemplo um outro avio (X-15).

Prof. rick Zambrano63Componentes PrincipaisFalaremos a seguir sobre os compressores e turbinas.

Compressores ou TurbocompressoresConforme a direo do escoamento do ar na sada do rotor tomando como referncia o eixo de rotao, classificam-se em dois tipos:Compressor RadialCompressor Axiais

Prof. rick Zambrano64Componentes PrincipaisCompressoresSeus componentes bsicos so:ROTOR - contm ps, que, no seu movimento de rotao, transferem a energia mecnica recebida no eixo, para o ar ; DIFUSOR - um sistema de aletas (ps fixas) que formam passagens divergentes com a finalidade de desacelerar e aumentar presso do ar;CARCAA - onde montado o conjunto.

Prof. rick Zambrano65Componentes PrincipaisCompressores - Radiais

Prof. rick Zambrano66Componentes PrincipaisCompressores - RadiaisO ar entra na direo axial do rotor, sendo ento, desviado para a direo radial saindo do mesmo e entrando em um sistema de passagem divergente (difusores ou aletas fixas) que desaceleram o ar aumentando, conseqentemente, sua presso. usual projetar o compressor de forma que cerca da metade do aumento da presso ocorra no rotor e a outra metade no difusor.

Prof. rick Zambrano67Componentes PrincipaisCompressores - Axiais

Prof. rick Zambrano68O ar entra na direo axial do rotor, recebendo energia das ps, prossegue na mesma direo e entra no difusor constitudo por aletas, fixadas na carcaa.Componentes PrincipaisCompressores - Axiais

Ao contrrio do tipo anterior, existir um menor aumento da presso por estgio. Por isso, o compressor axial sempre usa diversos estgios em sries.

Prof. rick Zambrano69Componentes PrincipaisCompressores - Axiais

Neste tipo de mquina, a variao de velocidade do ar atravs das ps e aletas no grande o que permite que o compressor trabalhe com velocidades mais altas (j existem em uso compressores trans-snicos).

Prof. rick Zambrano70Componentes PrincipaisCompressoresPara uma mesma potncia, o compressor do tipo radial fornece uma presso maior com uma vazo correspondente menor quando comparado com o tipo axial. Os compressores do tipo radial so mais adequados para sistemas de pouca potncia enquanto que o axial se ajusta melhor para potncias maiores.

Prof. rick Zambrano71Componentes PrincipaisCaractersticas dos CompressoresSo usados somente para turbinas a gs de pequeno porte at 500 kW (1500 kW em casos excepcionais como por exemplo em sistemas de segurana stand-by, turboalimentadores e turbinas de propulso de helicpteros, etc.) - Radiais

Prof. rick Zambrano72Componentes PrincipaisCaractersticas dos CompressoresVantagenscompactasmais resistentesmais fcil construoDesvantagensrendimento mais baixodifcil uso aeronutico Rotorsemi-aberto (ligas de metal leve)duplosem um ou dois estgios - Radiais

Prof. rick Zambrano73Componentes PrincipaisCaractersticas dos Compressores

Usados para sistemas de grande e mdio porte (centrais termoltricas, avies, etc;

Tm dimetros e escoamentos sem muita mudana de direo, logo, atingi rendimentos melhores que o radial, mas necessita de um maior nmero de estgios para a mesma relao de presso. - Axiais

Prof. rick Zambrano74

Componentes PrincipaisCaractersticas dos CompressoresA fixao das ps no cubo podem ser realizadas de diversas formas: - Axiais

A cauda de andorinhaB NavalC pinheiroD cabea de marteloE suporteF cravadaG cabea de marteloH espigaI cada de andorinha

Prof. rick Zambrano75Componentes PrincipaisTurbinas

As turbinas tambm podem ser:Radiais;Axiais.

Prof. rick Zambrano76Componentes PrincipaisTurbinas - RadiaisContm um estgio com rotor semi-aberto, muito semelhante a do compressor radial. O escoamento, segue o sentido radial de fora para dentro, tendo a denominao de turbina centrpeta. Utilizadas para pequena potncia.

Prof. rick Zambrano77Componentes PrincipaisTurbinas - AxiaisSo bastante semelhante s turbinas a vapor de reao. Dificilmente utiliza-se mais de cinco estgios. A maioria de 2 a 4 estgios (para pequena potncia basta 1 estgio). Materiais resistentes temperatura so necessrios, principalmente tendo em vista a pequena espessura das paredes.

Prof. rick Zambrano78Componentes PrincipaisTurbinas - AxiaisOs materiais atuais permitem uma temperatura de trabalho de at 600C para TG estacionrias e para as usadas na aeronutica at 900C.Turbinas resfriadas permitem maiores temperaturas de trabalho, ou seja, TG estacionrias at 950C e TG mveis at 1300C.

Prof. rick Zambrano79Componentes PrincipaisTurbinas Axiais Resfriamento das ps

Internamente

ConvecoForada

ConvecoNatural

Termosifo

Aberto

Lquido comprimido ouLquido em evaporao

FechadoMetal lquido ouLquido em evaporao

Ar refrigerante

Lquido refrigerante

Internamente

ExternamenteFilme

Transpirao

Parede de poros

Externamente

Transpiraorefrigerantespray

Prof. rick Zambrano80Componentes PrincipaisTurbinas Axiais Resfriamento das ps

Prof. rick Zambrano81TURBINAS GASCONSTRUO E OPERAO

Prof. rick Zambrano82Construo e Operao

Por meio de um compressor, o ar comprimidoO ar e conduzido uma cmara de combusto onde introduzido o combustvel que pode ser gasoso, lquido ou mesmo slido, e esse ser queimado sob uma um processo em regime contnuo, aumentando a temperatura dos gases e introduzindo, desta forma, a energia primria no sistema.

Prof. rick Zambrano83Construo e Operao

Os gases de combusto expandem-se na turbina que, por sua vez, transforma esta energia dos gases em energia mecnicaA energia gerada na turbina dever ser maior do que a energia necessria para acionamento do compressor. Esta diferena de energia a energia mecnica efetiva disponvel.

Prof. rick Zambrano84Construo e OperaoA distribuio terica de potncia entre a turbina e o compressor Pt:Pc:Pef = 3:2:1, ou seja, a potncia necessria compresso (Pc) consome cerca de 2/3 de potncia liberada pela turbina (Pt), desta forma a disponibilidade de potncia efetiva (Pef) somente 1/3 da potncia da turbina (Pt). Como ocorrem perdas no compressor e na turbina a potncia perdida real maior que a terica, decrescendo, desta forma, a potncia efetiva disponvel.

Prof. rick Zambrano85Construo e OperaoDois fatores que afetam o desempenho da turbina a gs:rendimento dos componentes;temperatura de trabalho da turbina. Nos primrdios do desenvolvimento das TG, conseguia-se apenas manter o seu funcionamento, sem produzir nenhuma ou quase nenhuma potncia efetiva.O desenvolvimento da TG, ocorreu lado a lado com o desenvolvimento dos conhecimentos de aerodinmica e, tambm da metalrgica.

Prof. rick Zambrano86Construo e OperaoNo momento, possvel encontrar motores avanados usando relao de presso at 30:1; rendimento de componentes de 85 a 95%; e, temperatura permissvel na entrada da turbina at 1300 C (casos extremos com o uso de cermica at 1500C contra 470C nos primrdios)

Prof. rick Zambrano87Construo e OperaoExistem dois possveis sistemas de combusto:a presso constante;a volume constante.

Combusto a volume constanteTeoricamente, o rendimento trmico do ciclo a volume constante maior de que o do ciclo a presso constante, mas as dificuldades mecnicas so muito maiores.

Prof. rick Zambrano88Construo e OperaoCombusto a volume constante Para haver a combusto a volume constante, so necessrias vlvulas para isolar a cmara de combusto do compressor e da turbina, obtendo uma combusto intermitente, o que no permite o funcionamento suave da mquina. Apesar do grande esforo, principalmente por parte dos Alemes e Suos, pouco sucesso foi atingido. Desta forma este princpio foi abandonado.

Prof. rick Zambrano89Construo e OperaoCombusto a presso constante A combusto a presso constante ocorre em um processo contnuo, no necessitando de vlvulas o que simplifica muito sua construo e funcionamento. Este ciclo oferece maiores possibilidades para futuros desenvolvimentos.

Prof. rick Zambrano90Construo e OperaoNa turbina a gs os processos de compresso, combusto e expanso ocorrem em componentes separados de forma que podem ser projetados, desenvolvidos e testados individualmente. Esses componentes podem ser interligados de diversas maneiras de modo a compor a unidade turbina a gs.

Prof. rick Zambrano91Construo e OperaoO nmero de componentes no limitado compressor, cmara de combusto e turbina.

Prof. rick Zambrano92Construo e OperaoTurbina a gs com inter-resfriamento entre os compressores de baixa e alta presso

Prof. rick Zambrano93Construo e OperaoTurbina a gs com cmaras de combusto de reaquecimento entre as turbinas de alta e baixa presso.

Prof. rick Zambrano94Construo e OperaoTurbina a gs com regenerao.

Prof. rick Zambrano95Construo e OperaoTurbina a gs com ciclo fechado.A circulao do seu fluido de trabalho realizada em um circuito fechado;A combusto realizada externamente ao fluido de trabalho;

Esquema de turbina a gs nuclear (ABB).

Prof. rick Zambrano96Construo e OperaoTG com ciclo fechado - VantagensUso de alta presso no ciclodimenses menores das turbomquinaslarga faixa de operao pela regulagem da presso sem alterao da temperatura (pouca variao do rendimento)melhoria da troca de calorUso mltiplo de combustvel, inclusive outras fontes de calor (solar, nuclear)Fluido de trabalho no contaminadono h corroso e desgaste nas turbomquinasno h necessidade de filtrosUso de outros fluidos de trabalhomelhores propriedades termodinmicasgs neutro

Prof. rick Zambrano97Construo e OperaoTG com ciclo fechado - DesvantagensCombusto externauso de sistemas auxiliaresdiferena de temperatura (gases x fluido de trabalho)limite mximo de temperatura 770C (trocadores)Uso de trocador de calor resfriamento (gua)Custo, volume e peso maioresProblemas de vedaocarcaa mais reforada

Prof. rick Zambrano98TURBINAS GASSISTEMA DE CONTROLE E OPERAO

Prof. rick Zambrano99Sistemas de Controle e OperaoSistema de PartidaO motor de partida e o sistema de ignio funcionam, durante a partida, por um sistema automtico, que corta a ignio aps o motor atingir certa velocidade, em que a chama no se extingue.

Prof. rick Zambrano100Sistemas de Controle e OperaoSistema de PartidaA partida pode ser:EltricaPneumticaCombusto

Prof. rick Zambrano101Sistemas de Controle e OperaoSistema de Partida EltricaUm motor eltrico acoplado diretamente turbina, por meio de reduo e embreagem.Esse motor eltrico deve girar o compressor at uma rotao em que a turbina tenha potncia suficiente para continuar a acelerar-se e girar todos os demais acessrios, bem como o compressor.

Prof. rick Zambrano102Sistemas de Controle e OperaoSistema de Partida Pneumtica uma pequena turbina a ar que serve para girar o compressor.Esse ar deve vir de um compressor auxiliar externo. Em avies com vrias turbinas somente uma delas tem esse tipo de partida, enquanto que as demais usam ar do compressor do primeiro motor para acionar as respectivas turbinas de partida.

Prof. rick Zambrano103Sistemas de Controle e OperaoSistema de Partida por CombustoPara pequenas turbinas feitas em aeroportos mal equipados. Queima um combustvel especial (nitrato de isopropril) que no precisa de oxignio, fornecendo elevado torque de partida.Geralmente esse combustvel d apenas para 2 ou 3 partidas, uma vez que seu peso ir comprometer a carga do avio.

Prof. rick Zambrano104Sistemas de Controle e OperaoSistema de IgnioDurante o perodo de acelerao, na partida, o sistema de ignio acionado e o combustvel alimentado nos queimadores at que o motor atinja a RPM de auto sustentao, posteriormente a ignio e o arranque so desligados deixando o motor na RPM de marcha lenta, que de 55 a 65% da RPM mxima.

Prof. rick Zambrano105Sistemas de Controle e OperaoInstrumentaoOs principais parmetros de medidas so:Velocidade rotacional;Temperatura;Presso;Vazo;Vibrao.

Prof. rick Zambrano106Sistemas de Controle e OperaoInstrumentao - Velocidade RotacionalO instrumento usado para medir a rotao do compressor ou compressores e conhecido como tacmetro ou taqumetro.O instrumento gera uma tenso eltrica que convertida no mostrador em porcentagem (10%, 20%, etc) que indica em quantos por cento da rotao mxima o motor se encontra.

Prof. rick Zambrano107Sistemas de Controle e OperaoInstrumentao Temperatura dos gasesO medidores de temperatura dos gases de escapamento do indiretamente a temperatura de entrada no estgio de turbina para evitar danos a mesma.Temperatura e presso do leoPermite que o operador observe as possveis falhas que possam surgir na inadequada lubrificao das partes do motor.

Prof. rick Zambrano108Sistemas de Controle e OperaoInstrumentao Temperatura e presso do combustvelPermite que o operador observe se o suprimento de combustvel est normal.Vazo de combustvelPermite que o operador saiba a quantidade de combustvel que est sendo consumida durante o vo. O mostrador indica em kg/h ou lb/h.

Prof. rick Zambrano109Sistemas de Controle e OperaoInstrumentao Indicador de vibrao.Os motores de reao possuem peas esttica e dinamicamente balanceadas, possuindo portanto, um baixo nvel de vibrao. Caso haja a indicao de vibraes o operador informa a manuteno.

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