Anteprojeto de Turbinas Pelton

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Martins, António João Freitas
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10316/98123
Resumo: Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
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spelling Anteprojeto de Turbinas PeltonPreliminary Pelton Turbines ProjectTurbomáquinasTurbina PeltonDimensionamentoAlgoritmoCurvas caraterísticasTurbomachinesPelton TurbineDimensioningAlgorithmCharacteristic curvesDissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaO presente trabalho demonstra de forma clara e intuitiva uma metodologia que, a partir de condições nominais de funcionamento, carateriza uma turbina hidráulica do tipo Pelton em termos geométricos. Ainda, antecipa o seu comportamento para condições não-nominais predefinidas. Esta formulação, implementada no Microsoft Excel®, define geometricamente a turbomáquina através da determinação das principais grandezas do rotor e bico injetor, incluindo o traçamento de três vistas representativas das conchas. Além disto, elabora-se um algoritmo que permite traçar as curvas caraterísticas, bem como, quaisquer isolinhas destas curvas, baseando-se num modelo simplificado para o escoamento do jato sobre as pás, em condições não-nominais. Numa fase preliminar, avalia-se a metodologia a uma turbina de média dimensão. Numa fase posterior, procede-se ao estudo de uma instalação que contêm uma mini-turbina Pelton, e que, através de um ensaio laboratorial, obtém-se as suas respetivas curvas caraterísticas experimentais. Na confrontação das curvas experimentais com as teóricas, o ajuste das curvas influenciará a metodologia desenvolvida, e os parâmetros de ajuste o ponto chave no seu desempenho. Com isto, e atendendo a proposta inicial, a metodologia desenvolvida é empregue na turbina, sendo o projeto geométrico confrontada com as dimensões reais da máquina e as curvas características teóricas comparadas com as experimentais. Ainda, no anteprojeto da mini-turbina, será imposto as dimensões do rotor real, com o intuito de analisar está variável no desempenho do método, e assim relatar as suas limitações.The present work clearly and intuitively demonstrates a methodology that, from nominal operating conditions, characterizes a Pelton-type hydraulic turbine in geometric terms. Furthermore, it anticipates its behavior for predefined non-nominal conditions. This formulation, implemented in Microsoft Excel®, geometrically defines the turbomachine by determining the main quantities of the rotor and injector nozzle, including the tracing of three representative views of the shells. In addition, an algorithm is developed that allows drawing the characteristic curves, as well as any isolines of these curves, based on a simplified model for the flow of the jet over the blades, under non-nominal conditions. In a preliminary phase, the methodology for a medium-sized turbine is evaluated. At a later stage, the study of an installation that contains a Pelton mini-turbine is carried out, and that, through a laboratory test, its respective experimental characteristic curves are obtained. When comparing experimental and theoretical curves, the adjustment of the curves will influence the developed methodology, and the adjustment parameters will be the key point in its performance. With this, and considering the initial proposal, the developed methodology is used in the turbine, being the geometric design confronted with the real dimensions of the machine and the theoretical characteristic curves compared with the experimental ones. Still, in the mini-turbine draft, the dimensions of the real rotor will be imposed, in order to analyze this variable in the method's performance, and thus report its limitations.2021-12-23info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://hdl.handle.net/10316/98123http://hdl.handle.net/10316/98123TID:202921476porMartins, António João Freitasinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2022-05-25T07:00:38Zoai:estudogeral.uc.pt:10316/98123Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:16:01.881715Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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