Modernização do regulador de velocidade de turbinas hidráulicas : estudo de caso específico

Abstract

Resumo: As turbinas hidráulicas transformam a energia potencial da água armazenada em reservatórios em energia mecânica. A turbina Francis tem um fluxo radial na entrada, e axial na saída, é recomendada para altas pressões, a energia do fluxo da água é transferida para o eixo da turbina em forma de torque e rotação, o eixo é acoplado com dínamos ou alternadores (gerador), para a geração de energia. Uma turbina tem vários componentes, um deles é o conjunto do distribuidor, que é responsável por controlar a vazão de água da turbina, ou seja, controlar a potência da unidade geradora já que a velocidade é constante e a potência em uma mesma queda varia com a vazão, para manter uma boa qualidade, a velocidade de geração da turbina deve ser mantida constante, apesar de carga, sendo assim, este trabalho de graduação (TG), tem como objetivo principal fazer um estudo de caso sobre a reforma/modernização no conjunto do distribuidor de uma turbina Francis, detalhando as modificações. E a partir dos modelos analíticos para o cálculo do rendimento "pressão-tempo", as estratégias traçadas para a modificação foram satisfatórias, e a comparação entre os resultados conseguidos mostrou o impacto das propriedades estruturais das palhetas diretrizes e da posição da tampa superior sobre o rendimento da turbina.

Abstract:The hydraulic turbines tranform to potencial energy of armored water in mechanical Energy. The Francis turbine has a radial flow, and an outlet axial flow, it is recommended for high pressures, the water flow energy is transfered to turbina axis in the form of torque and rotation, and the axis is coupled with dynamos or alternators (generator), or power generation. The Turbine there are several componentes, one of them is the distributor, which is responsible for controlling the turbine water flow, in other words, control the power of the generating unit since the velocity is constant and the power in the same fall varies with the flow, to keep a good quality, the turbine generation speed must be kept constant, despite load, therefore, this graduation work (GW), has as main objective do a case study on a reform/modernization in the distributor of a Francis turbine, detailing the modifications. From the analytical Dynamics, the calculation of the pressure-time yield, the strategies outlined for the modification were satisfactory, and the comparison between the obtained results showed the impact of the structural properties of the directional vanes and the position of the head cover on the turbine performance.

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