Questões de Concurso
Sobre turbinas a vapor (elementos, características e classificação) em engenharia mecânica
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Com relação aos equipamentos de geração de vapor, julgue o item a seguir.
Nas caldeiras flamotubulares, a água a ser vaporizada circula
pelos tubos, ao passo que os produtos de combustão circulam
pelo exterior deles.
A respeito de tubulações, válvulas e acessórios utilizados na indústria de alimentos, julgue o seguinte item.
Para escolher corretamente um tubo aplicável à indústria de
alimentos, basta conhecer a vazão e a velocidade do fluido a
ser conduzido.
Para redução da velocidade são empregadas várias turbinas de um estágio, dispostas em série, onde a(o)
Uma turbina a vapor será classificada como turbina de condensação — indicada para baixas potências — quando ocorre a formação de condensado no interior da turbina, ou como turbina de contrapressão, quando o vapor de descarga apresenta pressão inferior à pressão atmosférica.
Em um ciclo de turbina a vapor ideal, o rendimento é máximo, pois, em condições ideais, a única entrada de energia requerida é a necessária ao bombeamento do condensado para que circule o fluido de trabalho, de modo a elevar sua pressão.
Em um ciclo ideal de turbina a vapor, a geração de potência ocorre em um processo de expansão à entropia constante desde o estado de vapor de água saturado, na entrada da turbina, até o estado de mistura vapor/líquido, na saída da turbina.
O ciclo termodinâmico de Brayton é utilizado na análise da geração de potência por meio de turbina a vapor.
Um gerador de gás básico funciona com os seguintes componentes:
O vapor numa caldeira está a 227 ºC (aprox. 500 K) e é usado num pistão para produzir trabalho mecânico, escapando em seguida para a atmosfera a temperatura igual a 107 ºC (aprox. 380 K). Assinale o máximo rendimento teórico desta máquina a vapor.
Uma turbina a gás tem vários estágios de pressão, cada um deles contendo um conjunto de bocais que provocam a aceleração do gás, seguidos por paletas ligadas ao rotor. A função dos bocais é enviar para as pás uma quantidade de gases em alta velocidade, para provocar a rotação do rotor. São conhecidos os seguintes dados relativos ao gás que passa pelo bocal de expansão.
Temperatura na entrada: 462,5 K
Temperatura na saída: 400 K
Velocidade na entrada: 10 m/s
Calor específico do ar: CP = 1,0 kJ/kg . K
Entalpia do ar: h = CP.T
Assinale, entre as alternativas a seguir, aquela que mais se aproxima da velocidade na saída do bocal.
Julgue o item, acerca das características de funcionamentos das turbinas hidráulicas.
A seleção do tipo de turbina para uma aplicação pode ser feita
pela rotação específica, que é o número de rotações por minuto
que uma turbina desenvolve funcionando sob vazão e potência
unitária para a carga hidráulica disponível.
Julgue o item, acerca das características de funcionamentos das turbinas hidráulicas.
Para turbinas hidráulicas semelhantes, são válidas as seguintes relações:
em que n = número de rotações da turbina, P = potência no
eixo da turbina, H = queda disponível e Q = vazão ou descarga
da turbina.
As turbinas Kaplan têm pás fixas ou móveis no rotor. No caso de pás móveis, é possível ajustar individualmente o ângulo de cada pá. Essas turbinas são comuns em quedas d'água elevadas e apresentam pouca flexibilidade de ação diante das variações de capacidade e das variações de velocidade e queda.
As turbinas do tipo Francis são turbinas de reação que recebem a água sob pressão na direção radial e a descarregam em uma direção axial, havendo transformação de energia cinética e de pressão em trabalho. Essas turbinas têm grande campo de rotação específica e podem ser instaladas com eixo horizontal ou vertical, sendo esse último mais comum nas usinas de grande potência.
Turbinas Pelton possuem uma curva de eficiência relativamente plana, com boa performance em diversas condições de operação, sendo particularmente adequadas para quedas d'água elevadas. O rotor é movimentado graças à ação de jatos de água produzidos por bocais tangenciais ao rotor. As velocidades de rotação são maiores ao serem comparadas com outros tipos de turbina, o que acarreta considerável erosão nas pás dos rotores.
Os rotores mostrados nas figuras a, b e c são utilizados nas turbinas do tipo Francis, Kaplan e Pelton, respectivamente.
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