Especifique o tipo de turbina hidráulica mais adequada as condições de operação abaixo: Sobradinho (Rio são Francisco): H=27,2 m; Vazão =715 m^3 / s ; n=75 rpm ; Pef =178,1 MW; (Resp.: Turbina Kaplan - 5 pás)

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício que pede para escolher o tipo de turbina hidráulica mais adequado para certas condições de operação no Rio São Francisco, em Sobradinho. A matéria envolvida aqui é sobre turbinas hidráulicas, que são dispositivos usados para converter a energia da água em energia mecânica e, posteriormente, em elétrica. Para resolver isso, vamos precisar entender os diferentes tipos de turbinas e como elas se adequam às condições de vazão, altura da queda d’água (H), rotação e potência.

Passo 2

Primeiro, vamos olhar as condições fornecidas:
  • Altura da Queda (H): 27,2 metros
  • Vazão (Q): 715 metros cúbicos por segundo
  • Velocidade de Rotação (n): 75 rpm
  • Potência Efetiva (Pef): 178,1 megawatts

Passo 3

Agora, precisamos lembrar que existem diferentes tipos de turbinas hidráulicas, principalmente as de Pelton, Francis e Kaplan. A escolha depende principalmente da altura da queda da água (H) e da vazão (Q).
  • Turbina Pelton: Ideal para alturas de queda elevadas e vazões menores.
  • Turbina Francis: Boa para médias alturas e vazões.
  • Turbina Kaplan: Melhor para baixas alturas e altas vazões.

Passo 4

Vamos analisar as condições:
  • Altura da Queda (H): 27,2 metros é considerada uma queda baixa.
  • Vazão (Q): 715 m³/s é uma vazão alta.
Com uma baixa altura e alta vazão, a turbina Kaplan se encaixa melhor nesse cenário, pois é projetada para otimizar a eficiência em condições onde a água não cai de uma altura muito grande, mas em grande quantidade.

Passo 5

Além disso, a velocidade de rotação (75 rpm) é compatível com a turbina Kaplan, que geralmente opera em rotações mais baixas para lidar com grandes volumes de água. A potência efetiva de 178,1 MW também está alinhada com a capacidade dessas turbinas de gerar energia em grandes categorias.

Passo 6

Por fim, a turbina Kaplan possui pás ajustáveis, o que permite uma melhor eficiência em variações de vazão e carga. Nesse caso, a escolha de 5 pás é adequada para equilibrar a eficiência e a estabilidade operacional para as condições dadas.

Resposta

Turbina Kaplan - 5 pás

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