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SUMÁRIO 2. EVOLUÇÃO DAS TURBINAS A GÁS… 3. CARACTERISTICAS GERAIS DE p APLICACOES… CONCLUSÃO. BIBLIOGRAFIA………….. … 2 FUNCIONAMENTO…… — 5 4. CICLOS DE OF8 FUNCIONAMENTO.. 5. PRINCIPAIS COMPONENTES…. „ 6. 7. TURBINAS A GÁS X VAPOR… 8. …. 13 9. erroneamente associada ao combustível utilizado, à palavra gás não se refere à queima de gases combustíveis, mas, sim ao fluido de trabalho da turbina, que é neste caso a mistura de gases resultante da combustão.

O combustível em si pode ser gasoso, como gás natural, gás liquefeito de petróleo (GLP), gás de síntese ou líquido como uerosene, óleo diesel e até mesmo óleos mais pesados. 2. EVOLUÇAO DAS TURBINAS A GAS O uso da turbina a gás como máquina motora tem sido um sonho bastante antigo dos Engenheiros, a evidência disto é a grande quantidade de estudos no decorrer da história. Em 150 A. C. , um filósofo e matemático egípcio, Hero, inventou um brinquedo, o “Aeolipile”, que rodava sobre uma pequena caldeira de água.

Ele verificou o efeito da reação do ar quente ou o vapor movimentado por alguns bocais sobre uma roda. Em 1232 os chineses começam a utilizar foguetes como armas, invenção da pólvora usa o princípio da reação para lançar os foguetes. Em 1500, Leonardo da Vinci desenhou um esboço de um dispositivo, o “macaco de chaminé”, que girava pelo efeito dos gases quentes subindo a chaminé. Ele criou um dispositivo que usava o ar quente para girar um espeto. movido por jatos de vapor.

Estas leis foram a bases da teoria da moderna propulsão. A primeira concepção da turbina a gás e seu consequente patenteamento foi proposta em 1791 pelo inglês John Barber. 1 — Turbina 2 – Compressor de Ar ou Gás 3 – Câmaras de Combustão 4 — Receptor — Produtores de Gás Dentre as idéias originais e subsequente patenteamento é importante mencionar John Dumbell, nglaterra, 1808 e Bresson, França, 1837, os quais, em suas concepções já consideraram todos os componentes das atuais turbinas com combustão a pressão constante.

Entretanto a primeira turbina a gás com combustão a pressão constante, realmente construída, foi concebida por J. F. Stolze (1872), a partir da patente de Fernlhougs e cuja fabricação e testes somente ocorreram entre 1900 e 1904. 3 relação aos aspectos construtivos, elas podem ser classificadas • Eixo Simples; ?? Eixo Duplo; • Compressor Dual; • Regenerador; • Resfriador Intermediário. E quanto ao ciclo podem ser: • Aberto • Fechado Toda turbina a gás consiste basicamente em um compressor, uma câmara de combustão e a turbina, conforme mostra a figura abaixo.

O compressor comprime o ar atmosférico até a câmara de combustão utilizando parte do trabalho mecânico da turbina. Por sua vez o combustível queimado na câmara de combustão aumenta a temperatura dos gases. Estes gases aquecidos entram na turbina e se expandem realizando trabalho mecânico, que aciona o compressor e a carga endo finalmente os gases da saída da turbina jogados de volta para a atmosfera que os esfria. DF8 partir de uma fonte quente; O ciclo é completado pela transferência de calor para o meio ambiente; Todos os processos são reversíveis. O projeto das turbinas a gás apresenta dois parâmetros básicos: Taxa de compressão – rc; Coeficiente de temperatura – t. Estes parâmetros são dados por: Onde a taxa de compressão é a relação entre a pressão na saída e na entrada do compressor e o coeficiente de temperatura é a relação entre a temperatura na saída da câmara de combustão e temperatura do ar na entrada do compressor, em graus Kelvin.

As turbinas aeroderivativas apresentam taxa de compressão entre 20 e 30 e o coeficiente de temperatura entre 5 e 5,5. Em todos os casos, a temperatura máxima é limitada pela tecnologia de materiais, que hoje é da ordem de 1 500 cc. A eficiência e o trabalho do ciclo Brayton são dados pelas expressões abaixo: Onde: Cp0 Calor específico a pressão constante; Cv0 = Calor específico a volume constante; nt = Rendimento térmico; wt = Trabalho específico; t = Temperatura; rc = Razão de compressão; S de combustão. ??? Eixo • Sistema auxiliares: Sistema de lubrificação, sistema de selagem e injeção de combustível Geralmente os combustíveis são o querosene, petróleo (bruto) e seus derivados, propano ou gás natural e a entrada de ar acontece em altas pressões e em velocidade sendo preciso manter uma chama queimando continuamente nesse ambiente onde é utilizado o chamado “queimador”.

Obviamente a representação dos componentes principais está simplificada, não sendo apresentadas as áreas de mancais, sistemas de lubrificação, estruturas de suporte interno do motor, ás dos estatores, etc. Todos esses sistemas são importantes e devidamente cuidados por causa das elevadas temperaturas, pressões e altas velocidades dentro do motor. 6. APLICACÕES As turbinas a vapor são partes de um sistema gerador de potência, as instalações de potência com turbina a vapor visam fundamentalmente obter energia elétrica ou mecânica e vapor para processo industrial.

Turbinas a gás também podem acionar diversos tipos de máquinas movidas por eixo, tais como navios, ônibus e caminhões, helicópteros, locomotivas, tanques de guerra, ombas e compressores ( róprio ciclo da turbina). Turbinas a Gás com relação às Turbinas a Vapor Instalação mais compacta; Necessita de menos dispositivos auxiliares; Não precisam de condensador; Não precisam de agua; Lubrificação mais simples; Controle mais fácil; Possibilidade de uso de vários combustíveis; Não precisam de chaminé; Tem menor relação peso/potência.

A) Desvantagens das Turbinas a Gás com relação às Turbinas a Vapor Tem grande consumo específico de combustível; Necessitam ser constru(das de materiais especiais devido a altas emperaturas. C) Comparação entre os ciclos das Turbinas a Gás e Turbinas a Em ambos os ciclos a adição e cessão de calor é isobárica e em ambos a expansão e compressão são isentrópicas.

Os equipamentos também se correspondem: CICLO RANKINE CICLO BRAYTON Turbina a Vapor Turbina a Gás Condensador Atmosfera Bomba Compressor Caldeira-Aquecimento Câmara de Combustão A única diferença essencial entre ambos os ciclos é que no ciclo de Rankine há a mudança de fase de liquido para gás, ocorrendo a compressão na fase líquida e a ex ansão na fase gasosa, sendo trabalho de compressão prático e teórico de turbinas e centrais a gás suas aplicações e os conceitos vistos em sala de aula.

Constamos que desenvolvimento tecnológico e científico das turbinas a gás está no campo aeronáutico onde o a busca por equipamentos que possam ter grandes eficiências térmicas, maior potência (empuxo) é cada vez maior, possibilitando altas velocidades (supersônicas). Podemos afirmar de um modo geral que as turbinas a gás abrangem uma grande faixas de operações, desde pequenas potências á grandes potências no caso de nucleares e desta orma elas concorrem tanto com os motores alternativos de combustão interna (DIESEL e OTTO) como com as instalações a vapor (TV) de pequena potência.

Suas principais vantagens são o baixo peso e o pouco espaço que ocupam aliado à versatilidade de operação que apresentam. Quando comparadas aos motores alternativos uma vez que nelas há ausência de movimentos alternativos de atrito entre superfícies sólidas (pistão/camisa do cilindro) significa quase inexistência de problemas de balanceamento e ao mesmo tempo um baixo consumo de óleo lubrificante.

Podemos concluir que o objetivo do trabalho foi alcançado e que este tema é importante devida à utilização de turbinas e centrais a gás se encontrarem em franca ascendência atualmente. 9. BIBLIOGRAFIA Afonso, R. M. , Sistemas Mecânico II: Notas de aula, Fatec São Paulo, s. p 1998. Luiz Carlos Martinelli Jr. , Máquinas Térmicas : Apostila Universidade Unijui, Panambi — RS, 2002. Richard Pimenta, Máquinas Térmicas II: Notas de aula, Faculdade Anhanguera SBO, s. p, 2012. Revista Brasileira de Energia, Vol. 8 N 0 1, Turbina a Gás: Oportunidades e Desafios, SBPE. 8