Turbina a Gas Power

8/12/2019 Turbina a Gas Power

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Turbina a Gs

Alexandre Kardec

Daniel Mozart

Diego Melo

Fernando Francino

Ruiter Santos


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Turbina a Gs

A turbina a gs definida como sendo uma mquina trmicapotencial termodinmica contida nos gases quentes provenientes de convertida em trabalho mecnico ou utilizada para propulso.


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Turbina a Gs

O termo turbina a gs empregado em referncia a um coequipamentos: compressor, cmara de combusto e turbina.


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Turbina a Gs

A denominao turbina a gs no se refere ao combustvel utilizado. Se queima de gases combustveis, que so fluido de trabalho da turbina. Nestemistura de gases resultante da combusto.

O combustvel pode ser gasoso, como gs natural, gs liquefeito de p(GLP), gs de sntese ou lquido, como querosene, leo diesel e at mesmo lepesados.


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Turbina a Gs

O uso da turbina a gs como mquina motora tem sido umantigo dos Engenheiros. A evidncia disto a grande quantidadedecorrer da histria.


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Turbina a Gs

Em 150 a.C., Hero, filsofo e matemtico grego, inventou a Eolpila, um motofoi considerado um brinquedo. Este girou em cima gua fervente, pelo efeito vapor movendo bicos de uma panela de dispostos em uma roda.


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Turbina a Gs

John Barber da Inglaterra patenteou o motor de turbina ags.

1Turbina2Compressor de Ar ou Gs3Cmara de Combusto4- Receptor5Produtor de Gs


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Componentes da turbina a g

A turbina a gs possui trs principais componentes: o compresspropriamente dita e o sistema de combusto.

Compressor de ar

Cmara de combusto

Turbina


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Compressor de ar

o componente da turbina a gs onde o fludo de trabalhoPodem ser do tipo radial (ou centrfugo) e do tipo axial.


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Cmara de combusto

A cmara de combusto (combustor) onde ocorrem as condide temperatura e presso. A temperatura mxima na zona de combda cmara est na faixa de 1800 a 2000 C.


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Turbina

A roda de turbina o meio mais eficaz para transformar a eneum fluxo de gs a alta presso e temperatura em trabalho no eixo.

O gs ao escoar atravs da turbina perde presso e temperatuse expande e transforma sua energia em trabalho.


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Classificao

Apesar das muitas aplicaes e dos diversos tipos de turbinas a gs, h entre ede aspectos que possibilitam uma classificao. Entre vrias classificaes, pode-se c

Quanto ao CicloAberto eFechado

Quanto ConstruoLeves ePesadas

Quanto ao Nmero de EixosDe um eixo e

De vrios eixos

Quanto InduMar

Aeron


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Quanto ao Ciclo

As turbinas podem operar em um Ciclo Aberto ou Ciclo Fechado.

Por Ciclo Aberto entende-se que o fluido de trabalho no retorna ao incio dretirado da atmosfera, comprimido, levado cmara de combusto onde, juntacombustvel, recebe uma fasca, provocando a combusto da mistura. Os gases desento expandem-se na turbina, fornecendo potncia mesma e ao compressor, esaem pelo bocal de exausto.

Ao contrrio do ciclo aberto, no Ciclo Fechado, o fluido de trabalho permanec

Para isso, o combustvel queimado fora do sistema, utilizando-se um trocador fornecer a energia da combusto ao fluido de trabalho.


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Ciclo Aberto e Fechado

Ciclo Aberto (a) e Fechado (b)


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Quanto construo

Leves (Jet-drived GT)

Caractersticas:

Altas velocidades

Vrios eixos girando em diferentes velocidades

Aplicaes:

Energia mecnicaMotor para mquinas (bombas, compressores)


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Quanto construo

Pesadas (Heavy-duty GT)

Caractersticas:

Gerao de energia de 10 MW a100 MW

Estruturas muito pesadas e volumosas

Cmaras de combusto no circulares e dispostas entorno do cilindroda turbina

Aplicaes:

Indstria aeronutica


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Quanto ao nmero de eixos

1 Eixo

A potncia dividida entre o compressor e a potncia til do eixo.

2 Eixos

O primeiro eixo ligado a um gerador de gs e a turbina livre ligada ao segundo eixo.

Vrios Eixos

O conjunto pode ter um, dois ou trs eixos concntricos com a finalidade de aumenpresso do ciclo e consequentemente sua eficincia trmica.


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Quanto Aplicao

Industrial

Utilizadas para gerao de energia mecnica, com rotao constanteou varivel

Martima

Utilizadas na gerao de energia mecnica e eltrica em navios


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Quanto Aplicao

Aeronutica

Podem ser classificadas em turbohlice, turbofan , turbojato e

Seus gases de escape no possuem efeito propulsivo, o que da hlice acoplada ao eixo redutor de velocidade.

Ci l id l


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Ciclo ideal

o ciclo terico de funcionamento das Turbinas a gs. um ciclo a presso con

Ci l l


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Ciclo real

Denomina-se ciclo real, aquele em que a compresso e considerados como transformaes irreversveis. Nas transformaaumento de entropia, mesmo sem que haja intercmbio de calor entexterior.


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Funcionamento em ciclo aber

Durante a partida a turbina necessita de um sistema de arranque para pr o co

funcionamento. Assim que este alcana uma dada velocidade, o ar atmosfricocomprimido e conduzido cmara de combusto, onde misturado ao combustvgasoso).

A energia resultante da combusto libera gases quentes que se expandemturbina, produzindo energia mecnica.

A estabilidade da combusto, bem como a temperatura na seo da turb

mantida atravs do controle da relao ar/combustvel.


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Funcionamento em ciclo aber


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Funcionamento em ciclo fecha

Os gases de escape saindo da turbina e sendo diretamente excludos reciclada, fazem com que o ciclo deva ser classificado como um ciclo aberto

No ciclo fechado, os processos de compresso e expanso continuamno entanto o processo de combusto substitudo por processos de troca aproveitamento de parte da energia perdida no ciclo em forma de calor.


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Funcionamento em ciclo fecha


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Ciclo brayton com regenera

Nos motores de turbina a gs, a temperatura dos gases de esc

turbina geralmente muito maior do que a temperatura do ar deixandoPortanto, o ar de alta presso deixando o compressor pode ser transferncia de calor dos gases de escape quente em um troccontracorrente, que conhecido tambm como regenerador ou recupe


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O ciclo ideal da turbina a gsusando compresso em vrio

Uma aproximao do ciclo de Brayton com a idealidade se d na utiliza

mesmo com o uso de compresso em vrios estgios, com resfriamento intermeentre os estgios, expanso em vrios estgios, com reaquecimento entre os este um regenerador


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Ciclo brayton

O ciclo Brayton um ciclo ideal, uma aproximao dos processos trm

ocorrem nas turbinas a gs, descrevendo variaes de estado (presso e temdos gases. O conceito utilizado como base didtica e para anlise dos cique se desviam do modelo ideal, devido a limitaes tecnolgicas e fenirreversibilidade, como o atrito.


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Ciclo brayton

Uma turbina a gs produz energia a partir do resultado das seguintes etapas

ciclo BRAYTON:

Admisso

Compresso

Combusto

Exausto

Ad i


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Admisso

O ar atmosfrico admitido passando por uma seo de filtragem norma

de trs estgios. O primeiro estgio de filtragem do tipo inercial com umaao inoxidvel e venezianas verticais com a finalidade de reter partculas (insetos) e gua proveniente de chuvas. O segundo estgio composto por eledo tipo manta de fibra sinttica coalescedora extratora de nvoa de alta ecom densidade progressiva. O terceiro estgio composto por elementos tipou multibolsa para a filtragem final de partculas finas.

C


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Compresso

O ar comprimido em um compressor dinmico (axial ou cen

normalmente do tipo axial de vrios estgios onde a energia de pretemperatura do fluido (ar) aumentada. O compressor de ar o componturbina responsvel pelo aumento da presso do ar no ciclo Brayton e acionaturbina do gerador de gs. O princpio de funcionamento do compressor axiaacelerao do ar com posterior transformao em presso.


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Combusto

Na cmara de combusto, 25% do ar comprimido e o combustvel injetad

presso promovem a mistura e queima a uma presso praticamente constanteAs cmaras de combusto podem ser do tipo anular, tubular ou tuboan

cmaras do tipo tubular so normalmente utilizadas nas turbinas industriais dpesado e as cmaras do tipo anular so mais utilizadas nas turbinas industporte leve. As turbinas aeroderivadas utilizam as cmaras do tipo tuboananular.


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Exausto

Em um avio a jato os gases remanescentes da expanso na turbin

atravs de um bocal para aumentar sua velocidade e consequentemente o(propulso). Na aplicao industrial os gases so direcionados para uma treao ou turbina de potncia com um ou mais estgios (estator e rotorenergia disponvel dos gases convertida em potncia no eixo para accompressores de gs. Finalmente os gases fluem para o duto de exausto, energia remanescente pode opcionalmente ser aproveitada em um sisrecuperao de calor (aquecimento de gua).


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Principais Aplicaes

Aeronuticas

Turbo-jatos;

Turbo-fans;

APUAuxiliary Power Unit;

Turbo-hlices;

Helicpteros

Estacionrias

Gerao local;

Gerao distribuda;

Planta de biogs;

Transmisso de gs natural;

Bombeamento de lquido e leo;

Armazenagem e extrao de gs;

Transporte (propulso martima,

Compresso de CO2 (processos inetc).

Documents

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