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BCAS 2009 1
MRE PARTE 2
FEVEREIRO/ 2009 GMP-102
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BCAS 2009 2
GENERALIDADES
COMBUSTÍVEL ENERGIA QUÍMICA
CÂMARA DE COMBUSTÃO
ENERGIA QUÍMICA EM ENERGIA TÉRMICA
TURBINAENERGIA TÉRMICA EM ENERGIA
MECÂNICA
COMPRESSORENERGIA TÉRMICA EM ENERGIA DE
PRESSÃO
DESCARGA (TJ) EMPUXO
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BCAS 2009 3
GENERALIDADES
Orientação dos gases: Carcaça externa. Variação de diâmetro; Acomoda a variação de pressão do ar.
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BCAS 2009 4
GENERALIDADES
Unidade que eleva a pressão e reduz o volume de ar.
Bomba/ compressor. Tipos de compressores: axial e centrífugo. Fluxo axial = direção paralela ao eixo.
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BCAS 2009 5
GENERALIDADES
Compressor axial Inúmeras fileiras de palhetas e alhetas; Aletas presas a um disco estacionário; Palhetas rotativas; Rotativas aceleram o ar; Estacionárias desaceleram o ar; Energia de velocidade em energia de
pressão.
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BCAS 2009 6
GENERALIDADES
Par de palheta + aleta = 1 estágio. Cada estágio = 1 parcela de compressão; Cada par seguinte recebe o ar mais comprimido que
o anterior; A velocidade do ar é mantida. A pressão e o volume são alterados. Estágios = multiplicar a pressão sucessivamente.
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BCAS 2009 7
GENERALIDADES
ESTÁGIOS1 10
EL
EV
AÇ
ÃO
DE
P
RE
SS
ÃO
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BCAS 2009 8
COMPRESSORES
Introduz ar na câmara de combustão. Taxa de compressão: Quantas vezes a pressão de admissão foi
aumentada. Exemplo: 10:1 ↑ Taxa de compressão = ↓ Consumo. CDP = Compressor Discharge Pressure CIP = Compressor Inlet Pressure Compressor ideal: ↓ Área frontal ↑ Taxa de c.
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BCAS 2009 9
COMPRESSORES
Dois tipos básicos: Axial e centrífugo. Existem motores com combinação entre eles.
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BCAS 2009 10
COMPRESSORES
VANTAGENS E DESVANTAGENSAXIAL CENTRÍFUGO
↑ Eficiência ↑ Robustez
↓ Área frontal ↑ Facilidade de fabricação
↓ Resistência ao avanço ↓ Custo de fabricação
↑ Taxa de compressão ↑ Vida útil
Comprime 2 x mais -------------
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BCAS 2009 11
COMPRESSOR CENTRÍFUGO
Fluxo centrífugo; Fácil fabricação; Menor custo; Robusto e durável; Baixa taxa de compressão (4:1 a 5:1) Motores de pequeno porte.
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BCAS 2009 12
COMPRESSOR CENTRÍFUGO
Componentes fundamentais: Ventoinha Difusor Coletor
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BCAS 2009 13
COMPRESSOR CENTRÍFUGO
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BCAS 2009 14
COMPRESSOR CENTRÍFUGO
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BCAS 2009 15
COMPRESSOR CENTRÍFUGO
VENTOINHA (IMPELLER)
Capta o ar exterior; Adiciona energia cinética; Acelera por força centrífuga;
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BCAS 2009 16
COMPRESSOR CENTRÍFUGO
DIFUSOR
Desacelera o ar; Energia cinética em energia de pressão; Orienta o ar para o coletor;
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BCAS 2009 17
COMPRESSOR CENTRÍFUGO
COLETOR
Conduz o ar para as câmaras de combustão;
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BCAS 2009 18
COMPRESSOR AXIAL
Mais eficiente; Admite um volume maior de ar; Maior taxa de compressão; Pode chegar a 21:1; Direção paralela ao eixo do motor; Compressão horizontal; Evita perdas de energia; (curvas) Unidades básicas: Rotor e estator.
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BCAS 2009 19
COMPRESSOR AXIAL
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BCAS 2009 20
COMPRESSOR AXIAL
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BCAS 2009 21
COMPRESSOR AXIAL
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BCAS 2009 22
COMPRESSOR AXIAL
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BCAS 2009 23
COMPRESSOR AXIAL
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BCAS 2009 24
COMPRESSOR AXIAL
ROTOR Palhetas montadas radialmente; Impulsionam o ar para trás; Tambores acionados por um eixo comum; Peça inteiriça (spool) Palhetas rotoras (Blades) Discos separados por anéis espaçadores. Material: Ligas de alumínio, aço ou titânio.
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BCAS 2009 25
COMPRESSOR AXIAL
ESTATOR Palhetas montadas radialmente na carcaça; Recebem o ar do duto de entrada/ estágio; Direcionam para a câmara ou próx. estágio; Controlam a direção do ar para cada disco
rotor; O rotor gira dentro do estator;
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BCAS 2009 26
COMPRESSOR AXIAL
GUIAS (IGV/OGV) IGV (Inlet Guide Vane) Controlam a área da entrada de ar; Dirige o ar para o 1° estágio; Podem ter ângulo variável (motores c/ ↑ TC) Evitam o estol do compressor. Baixas velocidade do motor. OGV (Outlet Guide Vane) Carcaça traseira do compressor.
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BCAS 2009 27
COMPRESSOR AXIAL
GUIAS (IGV/OGV) Fornece ar à câmara de combustão com
mínimo turbilhonamento. Estágios traseiros sem eficiência – Estágios
dianteiros com sobrecarga = Estol.
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BCAS 2009 28
COMPRESSOR AXIAL
Compressor axial duplo (alta/baixa pressão) Motores que requerem alta taxa de comp. Operação com razões de pressão ↑. ↓ Consumo de combustível;
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BCAS 2009 29
COMPRESSOR AXIAL
Compressor dianteiro = Baixa pressão Regulam a qte. Fluxo de ar para o comp.
Alta. Evita que o comp. Alta fique exposto a fluxo
de ar elevado;
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BCAS 2009 30
COMPRESSOR AXIAL
Compressor traseiro = Alta pressão Velocidade regulada pelo sistema de
combustível;
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BCAS 2009 31
COMPRESSOR AXIAL
Compressor traseiro = Alta pressão Eixos concêntricos = Coaxiais Cada conjunto (baixa/alta) – Rolamento
próprio; Cada conjunto acionado independente; Rotores devem trabalhar em harmonia; Rotor de alta – Gira com ar aquecido; Rotor de alta – RPM ↑.
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BCAS 2009 32
COMPRESSOR AXIAL
A taxa de compressão de cada estágio é em média 1,14.
Compressão eficiente = 8 a 14 estágios; Temp. em um compressor simples: ↑ 10x Temp. compressor duplo: ↑ 28 x.
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BCAS 2009 33
COMPRESSOR AXIAL
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BCAS 2009 34
COMPRESSOR AXIAL
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BCAS 2009 35
COMPRESSOR AXIAL
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BCAS 2009 37