Influência da taxa de infestação de Limnoperna fortunei no aumento da perda de carga em sistemas hidráulicos

• Autor(a) principal: Edwin Andres Mancilla Rico
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-B3PH6K
• topic: Limnoperna fortunei; Turbina Francis; Tubo de sucção; Caixa espiral; Perfil de velocidade; Canal de adução; Perda de carga; Turbinas hidráulicas; Mexilhão-dourado; Engenharia mecânica

A eficiência de uma turbina Francis, está relacionada as perdas internas da máquina. Essas perdas ocorrem no rotor, no sistema distribuidor, na caixa espiral e no tubo de sucção. Sofrendo grande influência do projeto e do tipo de material utilizado na fabricação. No caso a variação da rugosidade superficial pode provocar um impacto significativo no rendimento das turbinas. Dentro desse contexto os eventos de bioincrustação de Limnoperna fortunei, L. fortunei, popularmente conhecido como mexilhão dourado, provocam um aumento da rugosidade superficial, causando a elevação da perda de carga e redução de eficiência do sistema. Este trabalho apresenta o resultado de uma pesquisa que permite estimar a influência dessa bioincrustação em sistemas hidráulicos (canal de adução, caixa espiral e tubo de sucção em uma pequena turbina Francis com diversas alturas de queda (15 a 200m), com vazões nominais variando de 7,38 m3/s a 0,58 m3/s, e potência de 1000 kW. O efeito da bioincrustação no rotor da turbina não foi estudado uma vez que as velocidades de passagem no seu interior são superiores ao limite de arrancamento que foi considerado como de 4,1 m/s. A determinação das perdas de cargas ocasionada pelas camadas de incrustação de L. fortunei, foi inicialmente calculada qual a máxima espessura de incrustação possível, em função da velocidade de escoamento, de forma que L. fortunei, consiga se manter incrustado. Em seguida calculou-se o fator de perda de carga (f) para cada seção dos componentes estudados, levando em consideração a presença ou ausência de incrustação do molusco. A ausência de incrustação foi limitada às regiões com velocidades de escoamento superior a 4,1 m/s. Com base no fator de perda de carga f, foi determinado o aumento da perda de carga, decorrente do número de camadas de incrustação. Os resultados alguns esperados outros não mostram que: i) A incrustação de L. fortunei, ocasiona o aumento da velocidade de escoamento de forma irregular nos componentes estudados; ii) A incrustação também ocasiona a redução da capacidade de recuperação de energia no tubo de sucção; iii) Para uma situação de incrustação de L. fortunei, em cinco camadas, tem-se que a perda de carga na caixa espiral e no tubo de sucção dobra de valor em relação a perda de carga sem incrustação; iv) O aumento da perda de cargas decorrente da incrustação nesses componentes, mostra a necessidade de se proceder a operações regulares de desinfestação de L. fortunei, nessa turbina bem como indica a importância de se avaliar o impacto da infestação em todo sistema de geração da usina.