Em uma pequena central hidrelétrica a ser construída, a altu...

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Q949950
Engenharia Civil Hidráulica na Engenharia Civil ,
Ano: 2018 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: TCE-MG Prova: CESPE - 2018 - TCE-MG - Analista de Controle Externo - Engenharia |
Q949950 Engenharia Civil
Em uma pequena central hidrelétrica a ser construída, a altura efetiva de queda d’água será de 10 m, e a casa de força será integrada às obras de tomada d’água. Nesse caso, uma opção de turbina adequada à altura da queda e de baixo custo de construção, de instalação e de manutenção será a turbina
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Em uma usina hidrelétrica, podemos definir a turbina como a máquina rotodinâmica que transforma a energia hidráulica do escoamento em energia mecânica. Para analisar a viabilidade das turbinas sugeridas na situação proposta, faremos um resumo da aplicabilidade de cada uma delas, segundo a literatura. 

. Turbina de reação do tipo Francis: é uma turbina de reação, ou seja, na qual ocorre variação da pressão estática. Segundo o Manual de Pequenas Centrais Hidrelétricas da Eletrobrás, esse tipo de turbina tem um ampla faixa de aplicabilidade, atendendo a quedas de 15 a 250 m e potências de 500 a 15000 kW. 

. Turbina de sifão: é usada no aproveitamento de baixas quedas, geralmente inferiores a 5 m. 

. Turbina de fluxo cruzado tipo Banki: é uma turbina de ação, ou seja, na qual não ocorre variação da pressão estática. Seu destaque é o baixo custo e a ampla aplicabilidade, apesar de sua introdução no Brasil ser relativamente recente. Segundo Zulcy (1985), citado por Mello Júnior (2000), as turbinas do tipo Banki podem ser aplicadas em quedas acima de 1 m, vazões entre 15 e 20.000 L/s e potências que podem ultrapassar 1.000 kW.

. Turbina Turgo: Esse modelo é pouco difundido no Brasil e pode ser usado em quedas de 30 a 300 metros. 

. Turbina Pelton: é uma turbina de ação, sem variação de pressão estática. Segundo o Manual de Pequenas Centrais Hidrelétricas da Eletrobrás, essas turbinas atendem a quedas de 100 m a 500 m e potências de 500 a 12.500 kW. Em casos excepcionais a queda pode ir até 1000 m. 

A partir do comparativo entre os modelos, e lembrando que o enunciado destaca como características uma pequena central hidrelétrica com queda efetiva de 10 metros e necessidade de baixo custo, destaca-se o modelo apresentado no ITEM C - Turbina de fluxo cruzado tipo Banki. 

Gabarito do Professor: Letra C.

FONTE: 

MELLO JÚNIOR, Antonio G. D. A turbina de fluxo cruzado (Michell-Banki) como opção para centrais hidráulicas de pequeno porte. Universidade de São Paulo, São Paulo, 2000. 

BRASIL. Ministério das Minas e Energia. Manual de Pequenas Centrais Hidrelétricas. Rio de Janeiro: ELETROBRÁS/DNAEE, 1985. 

TIAGO FILHO, G. L.. et al. Pequenos aproveitamentos hidrelétricos: soluções enérgicas para a Amazônia. 1ª Ed. Brasília: Ministério de Minas e Energia, 2008. 216 p.

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Entre países do chamado primeiro mundo, como Alemanha e Suíça, e do terceiro mundo, como Nepal e Sry Lanka, a turbina de fluxo cruzado, também conhecida como Michell-Banki, Michell – Ossberger ou simplesmente Banki, já vem sendo utilizada de maneira intensa. Alguns países, como o Nepal, com as empresas BYS e BEW, desenvolverem sua própria tecnologia.


A utilização da turbina de fluxo cruzado, em mini e micro centrais hidrelétricas com variações consideráveis de vazão, pode ser de grande interesse principalmente sob aspecto técnico e econômico.

Na maioria das aplicações o campo da turbina de fluxo cruzado, coincide com o campo de da turbina Francis.

Pode ser instalada com quedas de 1 a 200 m de altura e vazões de 0,025 a 13 m³/s.


Fontes: http://meusite.mackenzie.com.br/mellojr/A%20turbina%20de%20fluxo/A%20turbina%20de%20fluxo%20.htm


https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/86/86131/tde-15052013-144737/publico/AntonioMelloJr.pdf

As turbinas de fluxo cruzado são adequadas para baixas faixas de rendimento e, além de serem de fácil construção, instalação, operação e manutenção, também possuem baixo custo.

 

Essas turbinas também recebem outras nomenclaturas, como turbina de fluxo transversal, Michel-Banki, Michel-Ossberger, ou simplesmente Banki.

Turbinas de fluxo cruzado são adequadas para pequenas centrais hidrelétricas (PCH) e são de fácil construção, instalação, operação e manutenção.

A turbina Banki (ou Michell-Banki) é bastante indicada para pequenas centrais hidrelétricas (PCHs) com baixas quedas d’água, como a de 10 m apresentada no enunciado, além de possuir:

  • baixo custo de construção;
  • instalação simples;
  • manutenção reduzida;
  • boa adaptação a pequenas vazões.

Análise das demais alternativas:

  • A — Francis: indicada para quedas médias a altas, geralmente acima de 20–30 m.
  • B — sifão: não é um tipo clássico de turbina hidráulica utilizado como principal resposta nesse contexto.
  • D — Turgo: mais adequada para quedas médias.
  • E — Pelton: típica de altas quedas e pequenas vazões, normalmente acima de 50 m.

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