9 turbomáquinas hidráulicas - pt1

©Copyright por Prof. João Braga 1

Apesar de o seu dimensionamento mais específico não ser da

competência do engenheiro civil, mas sim de um engenheiro mecânico, é

importante para os projectistas de centrais hidroeléctricas, barragens,

adutoras, sistemas de abastecimento de água, e outras instalações

hidráulicas, conhecerem alguns aspectos sobre as mesmas.

As turbomáquinas hidráulicas dividem-se em dois tipos:

• Turbinas

• Bombas

Hidráulica II - Turbomáquinas

Introdução


A função principal das máquinas hidráulicas é promover a troca de

energia mecânica entre a água (ou outro líquido) e um dos seus órgãos,

seja para fornecer ou retirar energia ao/do escoamento.

• Turbinas: recebem energia do escoamento, geralmente transformada

em energia eléctrica para indústria ou consumo doméstico;

• Bombas: consomem energia eléctrica (ou combustível) que é

transformada em energia mecânica para o fluido.


Introdução


O termo turbomáquina provém do latim turbo, que significa movimento circular. É

corrente, por este motivo, estas também serem chamadas de máquinas

rotodinâmicas.

• Turbomáquinas motoras (turbinas): recebem energia mecânica do líquido,

tornando-a disponível no veio (através de binário e velocidade angular).

• Turbomáquinas receptoras (bombas): transferem para o líquido energia

mecânica recebida do exterior.


Introdução


Vantagens:

• Produção de energia eléctrica, renovável e “limpa”

• Prevenção e controlo de cheias

• Reserva de água para fazer face a secas prolongadas, para rega ou consumo

• Em alguns casos, fins turísticos

Desvantagens:

• Impacto ambiental para a fauna e flora, devido ao alagamento de uma vasta

área

• Terreno submerso fica sem poder ser habitado e cultivado

• Caso a barragem colapse, a zona a jusante é gravemente afectada


Central hidroeléctrica – principais vantagens/desvantagens



Central hidroeléctrica – tipologia



Central hidroeléctrica – tipologia



Central hidroeléctrica – classificação

H

HExtraiTurbina U QHPEsc

UTT QHP

Designação Potência

Pico-hídricas < 50 kW

Micro-hídricas 50 < PT < 500 kW

Mini-hídricas 500 < PT < 2 MW

Pequenas hídricas 2 < PT < 10 MW

Médias hídricas 10 < PT < 100 MW

Grandes hídricas PT > 100 MW



Bombas - tipologia



Bombas - tipologia



Bombas - tipologia



Barragens – modelos reduzidos

Barragem do Alto Lindoso




Barragem do Alqueva




Barragem de Cambambe



Barragens – tipologia

Barragem de gravidade (Torrão)




Barragem de contrafortes (Pracana)




Barragem de arco de gravidade (Castelo de Bode)




Barragem de abóbada cilíndrica (Alto Ceira)




Barragem de abóbada de dupla curvatura (Cabril)




Barragem de abóbadas múltiplas (Aguieira)






Exercício 1



Exercício 2



Barragens - exemplos

Itaipu

(20 turbinas

Francis – total de

capacidade: 14

GW)

L = 7900 m

H = 196 m




Itaipu




Tucuruí – 8300

MW; H = 78 m;

L = 8000 m;

Capacidade

descarregador

de 110.000 m3/s




Três Gargantas (Three Gorges Dam) – 22,5 GW; H = 181 m; L = 2335 m




Três Gargantas (Three Gorges Dam) – 22,5 GW; H = 181 m; L = 2335 m




Barragem de Hoover (L = 379 m; H = 221,4 m; 2,08 GW)




Barragem de Hoover (L = 379 m; H = 221,4 m; 2,08 GW)

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