DESEMPENHO DE UM MODELO DE TURBINA HIDRÁULICA DO TIPO PELTON INSTALADA EM UMA BANCADA DIDÁTICA EXPERIMENTAL

Abstract

As turbinas hidráulicas são responsáveis por converter energia hidra ulica em trabalho mecânico, que posteriormente é transformado em energia elétrica por meio de um gerador. Tal processo é utilizado em hidrelétricas para a geração de energia a partir de quedas de água, localizadas em mares e rios. A turbina Pelton é uma turbina de ação composta por um rotor com pás em forma de colher, conhecidas como "conchas", que são presas a árvore da turbina. As pás da turbina se encontram alinhadas ao bocal do bico injetor (sistema diretor), que direciona a água a alta velocidade, realizando a rotação da turbina para posterior geração de energia. A energia produzida através desse dispositivo pode ser maximizada ou reduzida variando-se alguns dos parâmetros operacionais da turbina. Desta forma, ensaios foram realizados em um modelo de turbina do tipo Pelton, instalada em uma bancada didática experimental com instrumentação e sistema de aquisição de dados próprios. Tal bancada possibilitou a variação dos seguintes parâmetros operacionais: vazão, torque e grau de abertura do sistema diretor no desempenho da turbina. Foram obtidos: pressão, velocidade angular, potência mecânica, potência hidráulica e rendimento. Esses parâmetros foram analisados com vista à obtenção da condição de operação que propiciou o melhor rendimento, obtida para P3-Q3 (posição 3 da agulha e vazão 3 m³/h), sendo o valor da vazão nesse ponto de 2,96 m³/h e rendimento de 53,7%. Ademais, foram verificados os limites operacionais da turbina, sendo valor máximo de vazão 4,25 m³/h, grau de abertura do sistema diretor posição 3 e torque 166,45 N.cm. Para os valores mínimos, temos: vazão 1,02 m³/h, grau de abertura do sistema diretor na posição 2 e torque 1,91 N.cm. As curvas de operação obtidas apresentaram padrão condizente com a literatura.