Estudo aos equipamentos de turbinas e comprossores industriais.

2. Compressores e Turbinas

3. COMPRESSORES
• Compressores são equipamentos utilizados na manipulação dos fluidos
gasosos.
• São funcionalmente semelhantes às bombas, com a diferença destas
trabalharem com fluidos e aqueles com gases.
• Desta maneira, as bombas e compressores são construídos com base nos
mesmos princípios de funcionamento

4. Classificação dos Compressores
Compressores de ar para serviços ordinários;
Compressores de ar para serviços industriais;
Compressores de gás ou de processo;
Compressores de refrigeração;
Compressores para serviços de vácuo.

5. Compressor de Ar para Serviços Ordinários
Fabricados em serie;
Baixo custo inicial;
Serviços jateamento, limpeza e pintura;

6. Compressores de Ar para Sistemas Industriais
o Destinam-se as centrais encarregadas do suprimento de ar em unidades
industriais;
o Grande porte;
o Custos elevados;

7. Compressores de Gás ou de Processo
o Varias condições de operação;
o Sistema de funcionamento depende da aplicação;

8. Compressores de Refrigeração
o Operam com fluidos
o Operam em condições de sucção e
descarga
o Sistemas de refrigeração

9. Locais de Uso
o No estabelecimento de pressões necessárias a certas reações químicas.
o No transporte de gases em pressões elevadas.
o No armazenamento sob pressão.

10. Locais de Uso
oNo controle do ponto de vaporização (processos de separação,
refrigeração, etc.).
oNa conversão de energia mecânica em energia de escoamento (sistemas
pneumáticos, fluidização, elevação artificial em campos de exploração,
etc.).

11. Classificação Quanto Ao Princípio De Concepção

12. •Simples ação
Compressores Alternativos de Pistão

13. •Dupla ação
Compressores Alternativos de Pistão

14. Compressores Alternativos de Pistão
• Funcionamento dos Compressores Alternativos
Admissão Compressão

15. Compressores Alternativos de Pistão
• Funcionamento dos Compressores Alternativos
Descarga Compressão

16. Compressores Alternativos de Pistão
• Funcionamento dos Compressores Alternativos

17. Compressores Rotativos
São compressores que, pelo movimento
de suas partes móveis internas, criam
um vazio que capta o ar ou gases na
sucção e os conduz até a descarga.
Podem ser: de palhetas, lóbulos e de
parafusos.

18. Compressores Palhetas
S
Consta de um rotor girando
excentricamente no interior de uma
carcaça. As palhetas movem-se
radialmente nas ranhuras do rotor sobre
a ação da força centrífuga.

19. Compressores Palhetas
S
Compressor De Palhetas

20. Compressores de Parafuso
Um compressor parafuso típico, selado com óleo, é
uma máquina de deslocamento positivo que possui
dois rotores acoplados, montados em mancais para
fixar suas posições na câmara de trabalho numa
tolerância estreita em relação à cavidade cilíndrica.

21. Compressores de Parafuso
• Princípio de Funcionamento
Admissão Compressão Descarga

22. • Funcionamento dos Compressores Parafusos
Compressores Parafuso

23. Compressores de Parafusos
Vantagens
- Fornece ar (ou gás) isento de óleo;
- Tem um mínimo de peças sujeitas ao desgaste;
- Requer fundações simples e pequena sala de
compressores;
- É ideal para unidades portáteis devido ao seu baixo
peso;
- Baixo nível de ruído (lubrificados à óleo)

24. Compressores de Lóbulos
•Esse compressor possui dois
rotores que giram em sentido
contrário, mantendo uma folga
muito pequena no ponto de
tangência entre si e com relação à
carcaça.

25. Compressores de Lóbulos
•O gás penetra pela abertura de sucção e ocupa a câmara de compressão,
sendo conduzido até a abertura de descarga pelos rotores.

26. Compressores de Lóbulos
Vantagens:
-Rotores sincronizados por engrenagens;
-São isentos de óleo;
-Tem excelente desempenho como bomba de vácuo.

28. Compressores Dinâmicos
S
Quando o ar ou gás é comprimido pela
ação dinâmica de palhetas giratórias ou
rotores que conferem energia de
velocidade e de pressão ao fluido
circulante. Podem ser centrífugos ou
axiais.

29. Compressores Centrífugos
S
Transmitem energia de pressão e velocidade ao ar
ou gases numa direção radial por meio da
combinação de um ou mais rotores - difusores.

30. Compressores Centrífugos
S
Podem ser de :
- Um estágio
- Dois estágios;
- Múltiplos estágio

31. Compressores Axiais
S
Transmitem energia de
pressão e velocidade ao
ar ou gases numa
direção axial por meio
de um ou mais
conjuntos de carreiras
de lâminas móveis e
estacionárias.

32. TURBINAS

33. TURBINAS
Turbina:
• É um equipamento
construído para captar e
converter energia
mecânica e térmica
contida em um fluido, em
trabalho de eixo.

34. Tipos:
A Vapor A Gás Hidráulicas Aeronáuticas Eólicas

35. Turbinas a Vapor
•Conceito:
•É uma máquina motriz que utiliza a elevada energia
cinética da massa de vapor expandido, fazendo com que
as forças consideráveis, devido a variação de velocidade,
atuem sobre as palhetas do rotor.

36. Turbinas a Vapor
•Normalmente elas substituem maquinas motrizes
elétricas que demandariam um grande consumo de
potencia.

37. Classificação Preliminar
•Turbinas de Ação:
•São aquelas em que o vapor é completamente expandido em uma ou
mais boquilhas fixas, antes de atingir as pás do rotor.
•Nestas há uma queda de pressão muito elevada, com conseqüência
as velocidade de vapor que sai das boquilhas são muito elevadas.

38. Turbinas de Ação

39. Classificação Preliminar
•Turbinas de Reação:
•São aquelas em que a pressão de vapor na entrada dos canais
formados pelas palhetas é maior que a pressão à saída, de modo que
o vapor realize um trabalho de dissensão durante sua ação sobre as
palhetas.
•Nestas a queda de pressão é relativamente pequena através das
boquilhas e as velocidade correspondentes são moderadas.

40. Turbinas de Reação

41. Vantagens da turbina a vapor:
• Utilização de vapor a alta pressão e alta temperatura.
• Alta eficiência
• Alta velocidade de rotação.
• Alta relação potência /tamanho
• Operação suave, quase sem vibração.
• Não há necessidade de lubrificação interna.
• Vapor na saída sem óleo
• Pode ser construído com diferentes potências: unidades pequenas (1MW)
ou muito grandes (1200MW).

42. Desvantagens da turbina a vapor:
•É necessário um sistema de engrenagens para baixas
rotações.
•A turbina a vapor não pode ser feita reversível.
•A eficiência de turbinas a vapor simples pequenas é
pobre.

43. Componentes da Turbina A Vapor
•Expansor: É orgão cuja função é orientar o jato de vapor sobre
as palhetas móveis. No expansor vapor perda pressão e ganha
velocidade.

44. Aplicação
•As turbinas a vapor são partes de um sistema gerador de
potência.
•As instalações de potencia com turbina a vapor visam,
fundamentalmente, obter energia elétrica ou mecânica e vapor
para processo industrial .

45. Turbina a Gás
•O termo turbina a gás é mais comumente empregado em referência a
um conjunto de três equipamentos: compressor, câmara de
combustão e turbina propriamente dita.
•Este conjunto opera em um ciclo aberto, ou seja, o fluido de trabalho
(ar) é admitido na pressão atmosférica e os gases de escape, após
passarem pela turbina, são descarregados de volta na atmosfera sem
que retornem à admissão.

46. Turbina a Gás

47. Turbina a Gás
•A denominação turbina a gás pode ser erroneamente associada ao
combustível utilizado.
• A 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 querosene, óleo
diesel e até mesmo óleos mais pesados.

48. Turbinas Hidráulicas
•As turbinas hidráulicas são projetadas para transformar a energia
hidráulica (a energia de pressão e a energia cinética) de um fluxo de
água, em energia mecânica.
•Atualmente são mais encontradas em usinas hidrelétricas, onde são
acopladas a um gerador elétrico, o qual é conectado à rede de
energia.
• Contudo também podem ser usadas para geração de energia em
pequena escala, para as comunidades isoladas.

49. Tipos principais:
Pelton
Francis
Kaplan

50. Pelton
•Operam entre quedas de 350m até 1100m;
•Velocidade de rotação elevada e maior do que os rotores
de outros tipos;

51. Pelton
•Vantagem: Devido ao acionamento independente possui uma curva
geral de eficiência plana, que lhe garante boa performance em
diversas condições de operação.
•Desvantagem: A erosão provocada pelo efeito abrasivo da areia
misturada com a água(comum em rios de montanhas), que é
provocada pela alta velocidade com que a água se choca com o rotor.

52. Pelton

53. Francis
•Operar em quedas d’água de 40 a 400m;
•Turbina sobre pressão;
•Fluxos entre 2 e 200 m3
/s;
•Instalação Horizontal ou Vertical.

54. Francis

55. Kaplan
•Operam em quedas d’água de até 60m;
•A única diferença entre as turbinas Kaplan e a Francis é o
rotor.

56. Kaplan

57. Turbinas Aeronáuticas
•Têm o objetivo de gerar empuxo suficiente para acelerar um avião a
uma velocidade suficiente que a força de levantamento sobre as asas,
iguale ou supere o peso dele.
•A tração tem a finalidade fundamental de vencer a resistência
aerodinâmica que atua sobre o avião.
•Ela é obtida graças a terceira lei de Newton: para cada ação cabe uma
reação igual e contrária.

58. Turbinas Aeronáuticas

59. Turbinas Aeronáuticas

60. Descrição do Funcionamento
•O ar que entra na turbina é "acelerado" por meio de uma
reação química, por meio de uma mistura entre o
combustível e oxigênio, injetada na câmara, e uma
ignição.
•Dessa forma, o ar sai a uma velocidade maior, gerando
uma força que "empurra" o avião.

61. Descrição do Funcionamento
•Como a boca de saída da turbina é menor do que a boca
de absorção do ar, com a explosão criada na mistura pela
ignição, é gerada uma pressão.
•Essa pressão é o que ocasiona a força, que é diretamente
proporcional à vazão mássica de ar acelerado, e a
diferença de velocidade dele entre a entrada e a saída da
turbina.

62. •Conceito:
•As turbinas eólicas são máquinas que utilizam a energia
cinética dos ventos, denominada energia eólica,
permitindo a rotação de suas pás, e transformando essa
energia em potência mecânica ou elétrica.
Turbina Eólica

63. Turbina Eólica

64. • Turbinas Eólicas de Eixo Horizontal (TEEH) possuem pás que giram
num plano perpendicular à direção principal do vento.
Classificação

65. • Turbinas Eólicas de Eixo Vertical
(TEEV) possuem suas pás girando
num plano paralelo à direção do
vento. Podem ser empregadas na
geração de energia elétrica como
sistemas interligados na rede ou
como sistemas
independentes(descentralizados),
permitindo atingir regiões em que
os custos das linhas de
transmissão tornem-se inviáveis.
Classificação

66. Parque Eólico