terça-feira, 8 de março de 2011

Turbinas Pelton.

Turbina Pelton - Ilustração da patente original

     Essa turbina foi idealizada cerca de 1880 pelo americano Pelton de onde se originou o nome.

São adequadas para operar entre quedas de 350 m até 1100 m, sendo por isto, muito mais comuns em países montanhosos.         Este modelo de turbina opera com velocidades de rotação maiores que os outros, e tem o rotor de característica bastante distinta.




 A turbina Pelton é constituída basicamente por um rotor que possui pás duplas igualmente espaçadas pela sua periferia, formando a roda da turbina, e um bocal que consiste em uma peça cônica fixada ao extremo da tubulação que injeta a água com uma agulha interna acionada por uma haste, a qual regula o fluxo de saída da água para a roda da turbina, conforme é visto na figura 01. 
     Essa turbina é classificada como uma turbina de ação, pois a energia hidráulica é transformada em energia cinética para, depois de incidir nas pás do rotor, transformar-se em mecânica. A principal característica é a velocidade do jato na de saída do bocal que, dependendo da altura de queda, pode chegar a uma velocidade de 150 m/s até 180 m/s. Na turbina Pelton, o torque é gerado pela ação de um jato livre sobre a dupla concha do rotor. Por essa razão a turbina Pelton também pode ser chamada de turbina de jato livre.
     Os rotores atuais são fundidos em uma só peça, com as conchas e a roda formando um só conjunto. Entretanto é possível a fabricação separada das conchas e da roda e a fixação por meio de pinos e parafusos. No primeiro caso, caso haja uma concha danificada o rotor precisa ser substituído por inteiro, enquanto no segundo caso, basta substituir a pá danificada. A geometria das conchas é bastante complicada o que torna sua fabricação um serviço quase artesanal principalmente a etapa de acabamento. A concha deve ter a capacidade de absorver convenientemente a energia cinética transmitida pela ação do jato que sai do bocal e ao mesmo tempo distribuí-la no seu retorno, sem interferir com a pá subseqüente. No bocal, a pressão da água é convertida em velocidade. 
     Um dos maiores problemas destas turbinas, devido à alta velocidade com que a água se choca com o rotor, é a erosão provocada pelo efeito abrasivo da areia misturada com a água, comum em rios de montanhas. As turbinas pelton, devido à possibilidade de acionamento independente nos diferentes bocais, têm uma curva geral de eficiência plana, que lhe garante bom desempenho em diversas condições de operação.


      


     Encontram-se, no Brasil, várias centrais hidroelétricas funcionando com esse tipo de turbina, principalmente no campo das pequenas centrais, porém o número é bastante reduzido quando comparado com as tradicionais Francis e Kaplan.
     
Para mini e micro aplicações, a turbina Pelton pode ser usada para baixas quedas em alguns casos até menos de 20 m. A maior queda em turbina PELTON situa-se na Suíça (Dixence) com 1750 m e potência de 65 MW, já a maior potência é gerada no Brasil (Cubatão) com 719 m de queda e potência de 110 MW. A UHE São Bernardo em Piranguçu/MG é outro exemplo de utilização das turbinas Pelton, gerando 6,7 MW de potência. As turbinas Pelton podem ser de eixo horizontal ou vertical e são caracterizadas por terem um alto número de rotações, tendo um rendimento de até 93%

2 comentários:

  1. Obrigado pelas informações. Gostaria de saber como identificar as usinas no Brasil que utilizam turbinas Pelton.

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