Última alteração: 10-09-2018
Resumo
A turbina de múltiplos discos rotativo data sua utilização desde o antigo Egito, mas somente no século XIX, um engenheiro britânico chamado Charles A. Parsons começou a utilizá-la, inserindo-a em um sistema a vapor para embarcações e chamou-a de Turbinia. Em 1913, Nikola Tesla obteve a patente de uma versão própria com o nome de Turbina de Tesla. Esta máquina, na verdade, não era apenas uma turbina. Ela poderia atuar tanto como bomba (para líquidos), quanto como turbina (para líquidos, gases e vapores) e como compressor para gases. Turbinas convencionais possuem elevado rendimento quando utilizadas em aplicações que exigem geração de grande potência, porém quando se trata de baixa potência exigida, sua eficiência é baixa, assim como outras maquinas térmicas. Neste cenário de baixo potencial energético disponível ou em geração energética pequena com elevada eficiência, a turbina de múltiplos discos se torna uma alternativa atraente pois seu rendimento se comporta oposto à das demais. Outro fato interessante é que esta máquina pode ser acoplada a um sistema de geração de energia que utiliza o princípio de cogeração e podendo ter também como fonte de calor :biomassa, energia solar, gases oriundos de combustão ou outros processos, etc. Assim, tem-se oportunidade de tirar proveito destas características tendo em conta o atual cenário de energético, o enorme incentivo existente a fim de buscar meios de geração de energia que cause menor impacto ambiental e a ideia de que cada domicilio possa ter sua própria fonte de geração de energia elétrica ou uma pequena central de fornecimento auxiliar para um determinado número de domicílios. O objetivo deste trabalho é construir duas Turbinas de Tesla, sendo uma com modificações estruturais nos discos e carcaça, e outra seguindo o projeto original, ambas na mesma proporção, para medição de dados de eficiência em uma aplicação especifica e posteriormente avaliar os resultados entre os modelos. Para tal feito se faz necessário a revisão bibliográfica da teoria da camada limite e teorias de construção da turbina, medição dos dados de entrada disponível na caldeira que produzirá vapor para mover as turbinas, determinação da escala de fabricação da turbina a partir destas informações, projeto turbina utilizando software CAD 3D, análise numérica do comportamento do escoamento no bocal utilizando software de análise de elementos finitos, análise numérica do comportamento do escoamento sobre os discos do rotor original e modificado utilizando software de análise de elementos finitos, construção da turbina e rotor baseado no projeto original, construção do segundo rotor com base no projeto modificado, montagem da turbina acoplada ao gerador de vapor e por fim realizar os testes e medições dos dados para comparação entre os modelos. Espera-se ao fim deste trabalho que o resultado das medições da turbina modificada aponte uma melhoria no rendimento global da máquina quando comparada com o projeto original de
maneira a torna-la uma proposta viável de utilização, principalmente em sistemas de cogeração para geração de energia elétrica com baixo potencial energético exigido.