Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 95
As Unidades 19, 20 e 21 de turbinas Francis, instaladas na represa do Grand Coulee no Rio Columbia, são muito grandes [55]. Cada rotor tem 830 mm de diâmetro e contém 550 toneladas de aço fundido. Em condições nominais, cada turbina desenvolve 610 MW a 72 rpm, sob uma altura de carga de 87 m. A eficiência é, aproximadamente, 95% nas condições nominais. As turbinas operam com alturar de carga de 67 a 108 m. Calcule a velocidade específica nas condições nominais de operação. Estime a vazão máxima de água através de cada turbina.
Passo 1
Tá legal! Vamos começar esse calculando a velocidade específica nas condições nominais de operação, então:
Substituindo os valores conhecidos (atentando para as unidades que devem ser utilizadas, rpm, kW e m), temos:
Passo 2
Agora, para estimar a vazão máxima através de cada turbina, vamos escrever a equação para a potência útil da turbina:
Nós sabemos, do comportamento de uma turbina Francis (ou através da equação acima) que, quanto maior a altura de queda, menor a vazão, então, como queremos a vazão máxima, vamos pegar a menor queda, de 67 m, então, substituindo os valores conhecidos na equação anterior, temos: