apresentaÇÃo de usinas hidrelÉtricas
TRANSCRIPT
![Page 1: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/1.jpg)
UsinasUsinas Hidrelétricas
Prof. Gênova
![Page 2: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/2.jpg)
Topologia do Rio São Francisco
![Page 3: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/3.jpg)
• Dados sobre o Rio São Francisco:
• Nascente: Serra da Canastra, município de São Roque de Minas (MG);
• Penedo (AL)
• Foz (Delta): Brejo Grande (SE) e Piaçabuçu (AL);
• Extensão: 3.200 km;
![Page 4: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/4.jpg)
![Page 5: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/5.jpg)
Grande Canion do Rio São FCO
![Page 6: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/6.jpg)
Planta de uma Usina HidrelétricaVista superior
![Page 7: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/7.jpg)
Planta de uma Usina HidrelétricaVista em corte
![Page 8: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/8.jpg)
Usinas Hidrelétricas
Usinas a Fio d’água ou acumulação:
• Usinas a Fio d’água são usinas que não dispõem de uma bacia de acumulação significativa, e cuja produção é inconstante, pois dependem das oscilações da vazão do rio.
• Ex. UHE de PA I, II e III.
![Page 9: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/9.jpg)
Usinas Hidrelétricas
• Usinas de acumulação são usinas que possuem grandes reservatórios, onde a água é armazenada, podendo fornecer potência constante por longos períodos, inclusive nos períodos secos onde a água acumulada garante uma produção plurianual.
• Ex. UHE de Três Marias, Sobradinho
![Page 10: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/10.jpg)
Componentes de uma UHE:1. Barragem Vista geral da
barragem da UHE de Xingó
![Page 11: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/11.jpg)
Usinas Hidrelétricas
Barragem
Parede formada de terra, enrocamento, concreto ou mista, destinada a represar as águas de uma rio, ou desvia o curso do rio, para a formação do lago artificial, de forma a produzir a elevação do potencial aproveitável.
![Page 12: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/12.jpg)
2. Tomada d’água
![Page 13: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/13.jpg)
Usinas Hidrelétricas
Tomada d’água Faz a ligação do lago artificial ao canal adutor ou conduto forçado.
A tomada dágua é a porta de entrada do circuito de águas para a turbina.
A tomada d’água é dotada de grelhas com a finalidade de que os detritos ou sujeiras que estejam em suspensão na água não cheguem até as turbinas.
![Page 14: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/14.jpg)
Usinas Hidrelétricas
3. Canal Adutor Estabelece a ligação entre a tomada d’água e o conduto forçado. Em algumas Usinas faz a ligação entre a tomada d água e a câmara de carga. O canal adutor pode ser ao ar livre, ou por meio de túneis e galerias ou mesmo através de tubulação, como é o caso de Xingó. Neste caso o canal adutor se confunde com o conduto forçado.
![Page 15: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/15.jpg)
Usinas Hidrelétricas
4. Câmara de Carga (Castelo d’água)
Fica localizado entre o canal de adução e os condutor forçados.
Nesse local as pressões são desenvolvidas e estabelecidas adequadamente para o funcionamento das turbinas .
![Page 16: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/16.jpg)
Usinas Hidrelétricas5. Torre Piezométrica (Chaminé de Equilíbrio)Constitui-se num tubo aberto ao ar livre intercalado no sistema adutor.Substitui a câmara de carga quando o canal adutor for constituído por um túnel sob pressão. Sua principal finalidade é reduzir as sobrepressões ocasionadas pelo golpe de ariete nas paredes dos condutos (Atenuar o impacto do golpe de aríete).Normalmente a chaminé de equilíbrio é usada quando a tubulação de adução da turbina envolve grandes distâncias.
![Page 17: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/17.jpg)
Golpe de Ariete = Choque causado pela súbita parada da corrente líquida em um conduto forçado. Quando o distribuidor da turbina é fechado a velocidade da massa d’água se transforma num aumento de pressão nos órgãos adutores, que se propagam em ondas com grande velocidade no sentido montante até a tomada d’água, numa bacia com nível d’água livre. Logo em seguida a onda é refletida em sentido contrário e percorre o sistema de adução no sentido jusante, diminuindo a pressão. Este fenômeno é denominado de golpe de aríete.
![Page 18: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/18.jpg)
6. Conduto Forçado
![Page 19: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/19.jpg)
Usinas Hidrelétricas
Conduto Forçado
Conduz a água sob pressão necessária à turbina.
Os condutos forçados também são dotados de grelhas para evitar que detritos e sujeiras cheguem as turbinas.
![Page 20: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/20.jpg)
7. Casa de Força (Usina e Turbina)
![Page 21: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/21.jpg)
Usinas Hidrelétricas
Casa de Força (Usina e Turbina)
É a edificação na rocha ou em concreto, onde estão instaladas as bombas hidráulicas, necessárias para a transformação da energia potencial da queda d’água, em energia mecânica, e posteriormente a sua transformação em energia elétrica através dos geradores.
![Page 22: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/22.jpg)
Usinas Hidrelétricas
8. Canal de restituição ou de Fuga (Tubo de sucção)
![Page 23: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/23.jpg)
Usinas Hidrelétricas
Canal de restituição ou de Fuga (Tubo de sucção)É o caminho que leva a água que passou nas turbinas ao curso normal do rio. Detalhes das águas sendo restituídas ao curso normal do rio após passar pelas turbinas de PA I, II e III (Veja o fluxo de água saindo de 3 túneis com a água de aspecto branco espumante em contraste com a água barrenta.)
![Page 24: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/24.jpg)
Usinas Hidrelétricas9. Vertedouro
![Page 25: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/25.jpg)
Usinas Hidrelétricas
Vertedouro
É o sistema extravasor de águas do lago artificial, sendo constituído pelas comportas e calha de descarga, para despejar a água que não passa nas turbinas de volta ao leito do rio. O vertedouro é utilizado na época de enchentes para regular o nível do lago, ou para manter o abastecimento regular do nível do reservatório da próxima usina a jusante.
![Page 26: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/26.jpg)
![Page 27: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/27.jpg)
Comporta de vertedouro
![Page 28: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/28.jpg)
Esquema de uma UHE
![Page 29: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/29.jpg)
Hidrelétrica de Itaipu
![Page 30: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/30.jpg)
Usina Hidrelétrica10. Condições que devem reunir as turbinas para um bom funcionamento:
•Permitir o aproveitamento de qualquer salto
•Fazer o aproveitamento com elevado rendimento
•Permitir uma elevada velocidade angular
•Permitir uma regulagem adequada
•Permitir fácil acesso aos órgãos importantes da turbina
•Permitir um eixo vertical, horizontal ou transversal.
![Page 31: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/31.jpg)
Usina Hidrelétrica
11. As turbinas são constituídas basicamente dos seguintes elementos:
•Rotor - órgão móvel
•Distribuidor – órgão direcional
•Caixa – órgão de sustentação
![Page 32: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/32.jpg)
Usina Hidrelétrica
12. Principais tipos de turbinas usadas:
• Existem mais de 12 tipos de turbinas projetadas, no entanto as mais difundidas e aplicadas são as do tipo, FRANCIS, KAPLAN, PELTON e BULBO.
![Page 33: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/33.jpg)
Usina HidrelétricaTipos de turbinas: • Turbina Fourneyron (1827);• Turbina Jonval-Henschel (1837);• Turbina Zuppinger (1840);• Turbina Pelton (1846); No Brasil é utilizada na UHE
Henry Borden(Cubatão), h=720m• Turbina Howd (1848);• Turbina Francis (1849);• Turbina Schwankrug (1850);• Turbina Girard (1863);• Turbina Michell (1903);• Turbina Kaplan (1912);• Turbina Banki (1917);• Turbina Bulbo ou Tubular (1930-1950);• Turbina Dériaz (1956).
![Page 34: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/34.jpg)
Usina Hidrelétrica
12.1. Turbina FRANCIS (tipo com caixa espiral) (1849): A trajetória do líquido é do tipo radial, através do caracol, é do tipo reação (não existe toda a transformação da energia potencial em cinética) e tem sua melhor aplicação para médias vazões e médias alturas: q e h (h entre 50m e 200m)
![Page 35: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/35.jpg)
Usina Hidrelétrica - Turbina Francis
![Page 36: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/36.jpg)
Usina Hidrelétrica
A potência da turbina é dada pela seguinte expressão:
. . Q . H P = 75
= Rendimento da turbina; = Peso específico da água = 1000 km/m2;•Q = Vazão, em m3/s•H = Queda disponível, em metros.•As variações da potência da turbina se fazem pela mudança da vazão Q, uma vez que é impraticável se variar H.
![Page 37: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/37.jpg)
Montagem da turbina Francis de Itaipú
![Page 38: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/38.jpg)
Turbina Francis da UHE de 3 Gargantas na China
![Page 39: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/39.jpg)
Usina Hidrelétrica
Detalhe do içamento do distribuidor com as pás diretrizes fixas, para acoplamento da turbina tipo Francis, durante os trabalhos de construção da UHE de XINGÓ.
![Page 40: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/40.jpg)
Usina Hidrelétrica
12.2. Turbina KAPLAN (tipo hélice) (1912): A trajetória do líquido é axial, e a turbina é do tipo reação (não existe toda a transformação da energia potencial em cinética) e tem sua melhor aplicação para grandes vazões e pequenas alturas: Q e h. (h entre 10 e 50m)
![Page 41: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/41.jpg)
Usina Hidrelétrica - Turbina Kaplan
![Page 42: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/42.jpg)
![Page 43: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/43.jpg)
Usina Hidrelétrica - Turbina Peltron
12.3. Turbina PELTON (tipo injetora) (1846): A Trajetória do líquido é de forma tangencial, é do tipo ação (praticamente toda energia potencial é transformada em cinética) e tem sua melhor aplicação para pequenas vazões e grandes alturas: q e H. (H entre 200 e 1500m).
![Page 44: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/44.jpg)
Turbina Pelton
Corte transversal de uma turbina PELTON com dois injetores, eixo horizontal, pás e coroa em uma única peça.
![Page 45: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/45.jpg)
UHE Henry Borden
na Serra do Mar
com queda de
720m, com
máquinas Pelton
![Page 46: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/46.jpg)
Usina Hidrelétrica - Turbina Bulbo
12.4. Turbina Bulbo ou Tubular (1950)
A trajetória do líquido é axial e é adequada para baixas quedas e altas vazões.
A unidade geradora Bulbo é constituída por uma turbina Kaplan de eixo horizontal acoplada a um gerador síncrono que se encontra dentro de uma cápsula metálica estanque totalmente imersa no fluxo hidráulico.
![Page 47: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/47.jpg)
![Page 48: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/48.jpg)
Usinas hidrelétricas – Condutos forçado da UHE de Itaipú
![Page 49: APRESENTAÇÃO DE USINAS HIDRELÉTRICAS](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033008/55cf9cc7550346d033ab025d/html5/thumbnails/49.jpg)
Usinas hidrelétricas – Conjunto girante na maquete da UHE de Xingó