24ª QUESTÃO

Classifique as Máquinas de Fluxo segundo a direção da conversão de energia e explique:

Passo 1

O enunciado pede para classificarmos as máquinas de fluxo (turbomáquinas) de acordo com a direção em que ocorre a conversão de energia: ou seja, se elas recebem energia mecânica e a transferem ao fluido, ou se recebem energia do fluido e a convertem em trabalho mecânico. O conteúdo envolve o conceito de conservação de energia em fluxos (primeira lei da termodinâmica) e a definição de turbomáquinas.

Passo 2

Uma turbomáquina é qualquer dispositivo em que um rotor em movimento interage com um fluido, aumentando ou diminuindo sua energia. A classificação segundo a direção de conversão baseia-se em quem é o “doador” e quem é o “receptor” de energia:
  • Se o rotor recebe energia mecânica e a transfere ao fluido, é uma máquina de trabalho.
  • Se o rotor recebe energia do fluido e a converte em trabalho mecânico, é uma máquina geradora ou turbina.

Passo 3

Máquinas de trabalho (ou mototurbomáquinas)
Aqui o eixo é acionado por um motor externo, fornecendo potência P ao rotor, que transmite essa potência ao fluido na forma de elevação de pressão e/ou velocidade. Exemplos:
  • Bombas (líquidos incompressíveis)
  • Ventiladores ou sopradores (gases com aumento moderado de pressão)
  • Compressores (gases com aumento elevado de pressão)
Nestas máquinas, a energia mecânica do eixo aumenta a energia total do fluido.

Passo 4

Máquinas geradoras (turbinas)
O fluido, ao passar pelas pás, dá impulso ao rotor, fazendo-o girar. A energia total do fluido (pressão, velocidade, ou energia potencial) diminui, e essa diferença é convertida em trabalho mecânico de eixo. Exemplos:
  • Turbinas hidráulicas (água em quedas)
  • Turbinas a gás ou a vapor (expansão de gases)
Nestas máquinas, o fluido doa energia mecânica ao eixo.

Passo 5

Resumo das categorias:
1. Máquinas de trabalho – consomem potência externa para elevar a energia do fluido (bombas, compressores, ventiladores).
2. Máquinas geradoras (turbinas) – recebem energia do fluido e entregam potência ao eixo (turbinas hidráulicas, a gás, a vapor).

Resposta

Máquinas de trabalho (bombas, ventiladores, compressores) e máquinas geradoras ou turbinas.

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