Turbina a vapor

TURBINAS A VAPOR
A turbina a vapor é uma máquina motriz que utiliza a elevada energia cinética da massa de vapor expandido, fazendo com que forças consideráveis, devidas à variação de velocidade, atuem sobre as pás do rotor. As forças, aplicadas às pás, determinam um momento motor resultante, que faz girar o rotor. Sua maior aplicação é no acionamento de bombas, ventiladores, compressores e geradores de energia elétrica. Também são usadas para acionamento de navios. O ciclo termodinâmico que descreve a operação de uma turbina a vapor é o ciclo Rankine.

A figura 2-1 mostra duas turbinas a vapor.
Breve histórico
A turbina a vapor moderna foi inventada em 1884, pelo britânico Sir Charles Parsons, cujo primeiro modelo foi ligado a um dínamo que gerava 7,5 kW (10 cv) de eletricidade. A invenção da turbina a vapor Parsons tornou mais barata a eletricidade para o transporte marítimo, revolucionando-o. Sua patente foi licenciada e a turbina foi dimensionada pouco depois pelo americano George Westinghouse. Após, uma série de outras variações de turbinas foram desenvolvidas para trabalhar eficazmente com vapor. Em 1890, Gustaf de Laval criou um tubo para acelerar o vapor a uma velocidade máxima antes de lançá-lo contra uma lâmina da turbina, esta ficou conhecida como a turbina de Laval. A partir disto, o impulso da turbina se tornou mais simples, menos dispendioso e não precisa ser à prova de pressão. Em 1900, as empresas E.U. Internacional Curtis Marine Turbine Companye John Brown & Company desenvolveram em conjunto as turbinas Brown-Curtis. Essas turbinas foram utilizadas em navios mercantes e navios de guerra.
Ciclo Rankine
O ciclo Rankine é um ciclo termodinâmico baseado em quatro processos que ocorrem em regime permanente. Este ciclo é o ideal de potência a vapor. Seu estado 1 é líquido saturado e o estado 3 é vapor saturado (ou superaquecido). Seu nome foi dado em razão do matemático escocês William John Macquorn Rankine.
A figura 2.2-1 mostra o diagrama