Especifique o tipo de turbina hidráulica mais adequada as condições de operação abaixo: Sobradinho (Rio são Francisco): H=27,2 m; Vazão
Pef
; (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