O que é uma turbina hidráulica?
Uma turbina hidráulica é uma máquina que converte a energia da água em movimento na força rotacional de um eixo. O eixo rotativo pode ser conectado a um gerador para gerar eletricidade. A principal distinção de uma turbina hidráulica de outra é se é do tipo reação ou impulso. Essas categorias são classificadas em projetos específicos, incluindo turbinas Francis, Kaplan, Pelton, Turgo e de fluxo cruzado.
Uma turbina de reação cria rotação encerrando o eixo com a roda acoplada em um invólucro para conter a pressão da água e operando imerso no fluxo de água. As lâminas angulares ao redor do eixo em uma turbina hidráulica de reação fazem com que o elevador retire pressão e força da água e a converta em rotação. As turbinas de reação geralmente operam com níveis baixos a moderados da cabeça ou pressão da água.
Um tipo de turbina hidráulica de reação é o projeto Francis. Uma entrada em forma de espiral direciona a água para a roda, ou canal. As palhetas ajustáveis guiam a água contra o corredor no ângulo desejado. A pressão e o fluxo da água são alterados pela reação com o corredor, criando torque.
A turbina Kaplan, ou hélice, é outra variação no tipo de reação. O projeto incorpora palhetas para orientar o fluxo de água e as pás no eixo do rotor, de maneira semelhante à hélice de um navio. As lâminas são ajustáveis para maximizar a eficiência através de uma variedade de níveis de pressão, se houver fluxo de água suficiente, tornando esse projeto muito flexível.
Uma turbina de impulso cria rotação através da força de um fluxo de água direcionado para uma série de baldes ou xícaras ao redor do eixo. Os baldes não são imersos em água, mas são movidos pelo fluxo de água. A velocidade da água é aumentada forçando-a através de um bico antes de atingir os baldes. As turbinas de impulso podem operar em níveis elevados da cabeça e não exigem que a roda seja envolvida.
A versão Pelton da turbina hidráulica de impulso, ou seja, a roda Pelton, possui uma série de caçambas em um anel ao redor do eixo. Os baldes são divididos no meio para que a força da água do bico não seja bloqueada por um balde de alcançar o próximo. A água curva em torno da forma de cada balde arredondado em quase 180 ° e sua velocidade diminui substancialmente. A água lenta cai em um canal de descarga abaixo da turbina.
Outra turbina de impulso é o design Turgo. Esta unidade é semelhante à roda Pelton, mas as caçambas são achatadas em uma extremidade, cercadas por uma banda de rodagem. O bocal direciona a água contra os baldes, para que entre de um lado e descarregue do outro. O Turgo lida com uma velocidade maior que a configuração Pelton usando uma roda menor porque a água de entrada não se mistura com a descarga.
As turbinas de fluxo cruzado operam com um rotor em forma de tambor, tampado em ambas as extremidades e unidas com ripas arredondadas que às vezes são de hélice ou hélice dupla. O bico desta turbina hidráulica direciona a água através do rotor, de modo que a água entre em contato com as pás duas vezes antes de gastar sua energia e cair na descarga. As turbinas de fluxo cruzado podem operar com pouquíssima cabeça, mesmo com um grande fluxo.