Projeto de rotor axial para turbina Kaplan – PCH Dourados

Departamento Acadêmico de Mecânica

Projeto de rotor axial para turbina Kaplan – PCH Dourados

CURITIBA

2011
ÍNDICE

1. Introdução 2
2. Projeto 6
2.1. Modelagem Matemática 6
2.2. Resultados 6
2.3. Modelagem em CAD 10
3. Referências 15

1. Introdução

O presente trabalho tem por objetivo realizar os cálculos e o pré-projeto de uma turbina do tipo Kaplan para uma pequena central hidroelétrica (PCH). A usina escolhida é a usina de Dourados, localizada no município de Abadia dos Dourados, Minas Gerais, na bacia hidrográfica do rio Parnaíba e na sub bacia do rio Dourados. A usina foi desativada, devido à erosão do solo e ao desgaste na casa de máquinas, e o projeto visa a sua reativação, prevista pelo governo estadual de Minas Gerais. De acordo com os autos históricos da região, a usina foi construída originalmente em 1920, sendo desativada em 1976 devido à problemas de desgaste e às linhas de transmissão de energia elétrica instaladas na região.
As turbinas Kaplan são turbinas hidráulicas, utilizadas para a geração de energia elétrica em desníveis de até 60 metros. As turbinas Kaplan são classificadas no grupo de turbinas com rotor axial. As turbinas hidráulicas são constituídas basicamente por seis partes distintas: caixa espiral, pré-distribuidor, distribuidor, rotor, eixo e tubo de sucção. A caixa espiral é uma tubulação de forma toroidal que envolve a região do rotor. Esta parte fica integrada à estrutura civil da usina, não sendo possível ser removida ou modificada. O objetivo é distribuir a água igualmente na entrada da turbina. Ela é fabricada com chapas de aço carbono soldadas em segmentos. A caixa espiral conecta-se ao conduto forçado na secção de entrada, e ao pré-distribuidor na secção de saída. A finalidade do pré-distribuidor é direcionar a água para a entrada do distribuidor. É composta de dois anéis superiores, entre os quais são montados um conjunto de