Já apresentamos anteriormente que a turbina hidráulica se divide em turbina de impacto e turbina de impacto oblíquo. A classificação e as alturas de queda aplicáveis às turbinas de impacto também foram apresentadas anteriormente. As turbinas de impacto podem ser divididas em: turbinas de pás, turbinas de impacto oblíquo e turbinas de duplo clique, que serão apresentadas a seguir.
O rotor da turbina de impacto está sempre na atmosfera, e o fluxo de água de alta pressão proveniente da tubulação forçada é transformado em um jato livre de alta velocidade antes de entrar na turbina. Dessa forma, a maior parte de sua energia cinética é transferida para as pás, impulsionando a rotação do rotor. Durante todo o processo de impacto do jato sobre o impulsor, a pressão no jato permanece praticamente inalterada, sendo aproximadamente a pressão atmosférica.
Turbina de pás: também conhecida como turbina de cisalhamento, conforme ilustrado na figura. O jato livre de alta velocidade proveniente do bocal atinge as pás verticalmente, na direção tangencial à circunferência do rotor. Este tipo de turbina é adequado para usinas hidrelétricas com alta queda e baixa vazão, especialmente quando a queda excede 400 m. Devido às limitações de resistência estrutural e à cavitação, a turbina Francis não é adequada, sendo a turbina de pás frequentemente utilizada. A queda d'água aplicada para turbinas de pás de grande porte varia entre 300 e 1700 m, enquanto para turbinas de pás de pequeno porte, a queda varia entre 40 e 250 m. Atualmente, a maior queda d'água utilizada para turbinas de pás foi de 1767 m (Usina Hidrelétrica de Lesek, Áustria), e a queda d'água projetada para a turbina de pás da Usina Hidrelétrica de Tianhu, no Japão, é de 1022,4 m.
Turbina do tipo inclinado
O jato livre do bocal entra na pá por um lado do rotor e sai pelo outro, formando um ângulo com o plano de rotação do rotor. Comparada com a turbina de pás, sua vazão é maior, porém a eficiência é menor; portanto, esse tipo de turbina é geralmente utilizado em usinas hidrelétricas de pequeno e médio porte, com queda d'água geralmente entre 20 e 300 metros.
turbina de clique duplo
O jato do bocal incide sobre as pás do rotor duas vezes sucessivamente. Este tipo de turbina tem estrutura simples e é fácil de fabricar, mas apresenta baixa eficiência e pouca resistência das pás do rotor. É adequada apenas para pequenas centrais hidroelétricas com potência de saída de no máximo 1000 kW, e sua faixa de queda d'água aplicável geralmente varia de 5 a 100 m.
Essas são as classificações de turbinas de impacto. Em comparação com as turbinas de impacto convencionais, existem menos subclasses de turbinas de impacto convencionais. No entanto, em áreas com grande diferença de nível da água, as turbinas de impacto são mais eficazes, como no rio Yarlung Zangbo, no meu país, onde a diferença de nível chega a mais de 2.000 metros, e a construção de barragens seria inviável. Portanto, a turbina de impacto se tornou a melhor opção.
Data da publicação: 28/07/2022
