{"id":51279,"date":"2020-01-25T10:12:27","date_gmt":"2020-01-25T09:12:27","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/o-que-e-turbina-a-vapor-descricao-e-caracteristicas-definicao\/"},"modified":"2020-01-25T10:19:03","modified_gmt":"2020-01-25T09:19:03","slug":"o-que-e-turbina-a-vapor-descricao-e-caracteristicas-definicao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/pt-br\/o-que-e-turbina-a-vapor-descricao-e-caracteristicas-definicao\/","title":{"rendered":"O que \u00e9 turbina a vapor – Descri\u00e7\u00e3o e caracter\u00edsticas – Defini\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"
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Em geral, uma turbina a vapor \u00e9 um motor de calor rotativo que converte a energia t\u00e9rmica contida no vapor em energia mec\u00e2nica ou em energia el\u00e9trica. Turbina a vapor<\/div>\n<\/div>\n
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Turbina a vapor<\/span><\/h2>\n

Em geral, uma\u00a0<\/span>turbina a vapor<\/span><\/strong>\u00a0\u00e9 um\u00a0<\/span>motor de calor<\/span><\/a>\u00a0rotativo\u00a0que converte\u00a0<\/span>a energia t\u00e9rmica<\/span><\/a>\u00a0contida no\u00a0<\/span>vapor<\/span><\/a>\u00a0em\u00a0<\/span>energia mec\u00e2nica<\/span><\/a>\u00a0ou em\u00a0<\/span>energia el\u00e9trica<\/span><\/a>\u00a0.\u00a0Na sua forma mais simples, uma\u00a0<\/span>turbina a vapor<\/span><\/strong>\u00a0consiste em uma\u00a0<\/span>caldeira<\/span><\/strong>\u00a0(\u00a0<\/span>gerador de vapor<\/span><\/strong><\/a>\u00a0),\u00a0<\/span>turbina<\/span><\/strong>\u00a0,\u00a0<\/span>condensador<\/span><\/strong>\u00a0,\u00a0<\/span>bomba de alimenta\u00e7\u00e3o<\/span><\/strong>e uma variedade de dispositivos auxiliares.\u00a0Ao contr\u00e1rio dos motores alternativos, por exemplo, a compress\u00e3o, o aquecimento e a expans\u00e3o s\u00e3o cont\u00ednuos e ocorrem simultaneamente.\u00a0A opera\u00e7\u00e3o b\u00e1sica da turbina a vapor \u00e9 semelhante \u00e0 turbina a g\u00e1s, exceto que o fluido de trabalho \u00e9 \u00e1gua e vapor em vez de ar ou g\u00e1s.<\/span><\/p>\n

Como a\u00a0<\/span>turbina<\/span><\/strong>\u00a0a\u00a0vapor<\/strong>\u00a0\u00e9 um motor rotativo de calor, \u00e9 particularmente adequada para ser usada para acionar um gerador el\u00e9trico.\u00a0Observe que cerca de\u00a0<\/span>90%<\/span><\/strong>\u00a0de toda a gera\u00e7\u00e3o de eletricidade no mundo \u00e9 feita por turbinas a vapor.\u00a0A turbina a vapor foi inventada em 1884 por\u00a0<\/span>Sir Charles Parsons<\/span><\/strong>\u00a0, cujo primeiro modelo foi conectado a um d\u00ednamo que gerava 7,5 kW (10 hp) de eletricidade.\u00a0<\/span>A turbina a vapor<\/span><\/strong>\u00a0\u00e9 uma caracter\u00edstica comum de todas as usinas t\u00e9rmicas modernas e tamb\u00e9m futuras.\u00a0De fato, tamb\u00e9m a produ\u00e7\u00e3o de energia das usinas de fus\u00e3o \u00e9 baseada no uso de turbinas a vapor convencionais.<\/span><\/p>\n

Veja tamb\u00e9m:\u00a0<\/span>Propriedades do Steam<\/span><\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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\"Turbina<\/a>
Turbina a vapor.\u00a0Fonte wikipedia.org Licen\u00e7a: CC BY-SA 3.0<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n
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Como funciona uma turbina a vapor?<\/h2>\n
\"Turbina<\/a>
Turbina Rateau – composi\u00e7\u00e3o sob press\u00e3o<\/figcaption><\/figure>\n

A\u00a0energia t\u00e9rmica<\/strong>\u00a0contida no\u00a0vapor<\/strong>\u00a0\u00e9 convertida em energia mec\u00e2nica pela\u00a0expans\u00e3o atrav\u00e9s da turbina<\/strong>\u00a0.\u00a0A expans\u00e3o ocorre atrav\u00e9s de uma s\u00e9rie de l\u00e2minas fixas (bicos), que orientam o fluxo de vapor em\u00a0jatos de alta velocidade<\/strong>\u00a0.\u00a0Esses jatos cont\u00eam energia cin\u00e9tica significativa, que \u00e9 convertida em rota\u00e7\u00e3o do eixo pelas p\u00e1s do rotor em forma de balde, conforme o\u00a0jato de vapor muda de dire\u00e7\u00e3o\u00a0<\/strong>\u00a0(consulte:\u00a0Lei da conversa\u00e7\u00e3o do momento<\/a>\u00a0).\u00a0O jato de vapor, movendo-se sobre a superf\u00edcie curva da l\u00e2mina, exerce uma press\u00e3o sobre a l\u00e2mina devido \u00e0 sua for\u00e7a centr\u00edfuga.\u00a0Cada linha de bicos fixos e p\u00e1s m\u00f3veis \u00e9 chamada de\u00a0est\u00e1gio<\/strong>.\u00a0As p\u00e1s giram no rotor da turbina e as p\u00e1s fixas s\u00e3o dispostas concentricamente dentro da carca\u00e7a circular da turbina.<\/p>\n

Em todas as turbinas, a\u00a0velocidade da l\u00e2mina<\/strong>\u00a0rotativa\u00a0\u00e9\u00a0proporcional<\/strong>\u00a0\u00e0\u00a0velocidade<\/strong>\u00a0do\u00a0vapor que<\/strong>\u00a0passa sobre a l\u00e2mina.\u00a0Se o vapor for expandido apenas em um \u00fanico est\u00e1gio, da press\u00e3o da caldeira \u00e0 press\u00e3o de exaust\u00e3o, sua velocidade dever\u00e1 ser extremamente alta.\u00a0Mas a turbina principal t\u00edpica em usinas nucleares, na qual o vapor se expande de press\u00f5es de cerca de\u00a06 MPa<\/strong>\u00a0para press\u00f5es de\u00a00,008 MPa<\/strong>\u00a0, opera a velocidades de cerca de 3.000 RPM para sistemas de 50 Hz para gerador de 2 p\u00f3los (ou 1500 RPM para gerador de 4 p\u00f3los). e 1800 RPM para sistemas de 60 Hz para gerador de 4 polos (ou 3600 RPM para gerador de 2 polos).\u00a0Um anel de l\u00e2mina \u00fanica exigiria l\u00e2minas muito grandes e aproximadamente 30.000 RPM, o que \u00e9 muito alto para fins pr\u00e1ticos.<\/p>\n

Portanto, a maioria das\u00a0usinas nucleares<\/strong>\u00a0opera um\u00a0gerador de turbina de eixo \u00fanico<\/strong>\u00a0que consiste em uma\u00a0turbina HP de v\u00e1rios est\u00e1gios<\/strong>\u00a0e\u00a0tr\u00eas turbinas LP de v\u00e1rios est\u00e1gios paralelos<\/strong>\u00a0, um gerador principal e um excitador. \u00a0A turbina HP<\/strong>\u00a0geralmente \u00e9\u00a0uma\u00a0<\/strong>turbina de rea\u00e7\u00e3o de\u00a0<\/strong>fluxo duplo<\/strong>\u00a0com cerca de 10 est\u00e1gios com p\u00e1s encobertas e produz cerca de 30-40% da pot\u00eancia bruta da unidade da usina.\u00a0As turbinas LP<\/strong>\u00a0s\u00e3o geralmente\u00a0turbinas de rea\u00e7\u00e3o de fluxo duplo<\/strong>com cerca de 5-8 est\u00e1gios (com l\u00e2minas encobertas e com l\u00e2minas independentes dos \u00faltimos 3 est\u00e1gios).\u00a0As turbinas LP produzem aproximadamente 60-70% da produ\u00e7\u00e3o bruta de energia da unidade da usina.\u00a0Cada rotor de turbina \u00e9 montado em dois mancais, ou seja, h\u00e1 mancais duplos entre cada m\u00f3dulo de turbina.<\/p>\n

Veja tamb\u00e9m:\u00a0Turbina HP<\/a><\/p>\n

Veja tamb\u00e9m:\u00a0Turbina LP<\/a><\/p>\n

\"Ciclo<\/a>
Ciclo de Rankine – diagrama de Ts<\/figcaption><\/figure>\n

Nessas turbinas, o est\u00e1gio de alta press\u00e3o recebe\u00a0vapor<\/a>\u00a0(esse vapor \u00e9 quase saturado –\u00a0x = 0,995<\/a>\u00a0– ponto C na figura;\u00a06 MPa<\/strong>\u00a0; 275,6 \u00b0 C) de um gerador de vapor e o esgota para o separador-reaquecedor de umidade (ponto D )\u00a0O vapor deve ser reaquecido para evitar danos que possam ser causados \u200b\u200b\u00e0s p\u00e1s da turbina a vapor por vapor de\u00a0baixa qualidade<\/a>\u00a0.\u00a0O reaquecedor aquece o vapor (ponto D) e, em seguida, o vapor \u00e9 direcionado para o est\u00e1gio de baixa press\u00e3o da turbina a vapor, onde se expande (pontos E a F).\u00a0O vapor exaurido condensa no condensador e est\u00e1 a uma press\u00e3o bem abaixo da atmosf\u00e9rica (press\u00e3o absoluta de\u00a00,008 MPa<\/strong>\u00a0), e est\u00e1 em um estado parcialmente condensado (ponto F), tipicamente com uma qualidade pr\u00f3xima a 90%.<\/p>\n

\"Turbina<\/a>
Esquema de uma turbina a vapor de um t\u00edpico 3000MWth PWR.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n
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Tipos de turbinas a vapor<\/h2>\n

\"Turbina<\/a><\/strong><\/p>\n

As turbinas a vapor<\/strong>\u00a0podem ser classificadas em diferentes categorias, dependendo de sua constru\u00e7\u00e3o, press\u00e3o de trabalho, tamanho e muitos outros par\u00e2metros.\u00a0Mas existem dois tipos b\u00e1sicos de turbinas a vapor:<\/p>\n