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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.86.2000.tde-15052013-144737
Documento
Autor
Nome completo
Antonio Gonçalves de Mello Junior
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2000
Orientador
Banca examinadora
Sauer, Ildo Luís (Presidente)
Martins, Jose Manuel de Vasconcelos
Ribeiro, Fernando Selles
Título em português
A Turbina de Fluxo (Michell-Banki) como Opção para Centrais Hidráulicas de Pequeno Porte
Palavras-chave em português
Banki
fluxo cruzado
Michell-Ossberger
turbina
Resumo em português
Estima-se que nos próximos 20 anos a energia hidráulica contribuirá com quase 30% da energia elétrica do planeta, atualmente esta participação é de 19%. Muitos países possuem iniciativas sérias de implementação de Pequenas Centrais Hidrelétricas, quer seja a médio ou a longo prazo. No Brasil, particularmente, um novo programa de incentivo as pequenas centrais hidrelétricas está sendo lançado pela ELETROBRÁS. Porém, a previsão do número de usinas de pequeno porte e a potência total a ser instalada dentro do plano decenal, 1997 2006, de geração é relativamente pequeno (15 PCH somando 93,71 MW de possíveis 2.161 totalizando 3.633 MW Fonte: SIPOT- ELETROBRÁS abr / 98). A média do consumo de energia elétrica por habitante no Brasil está abaixo da média do consumo mundial (1805 kWh/ano para 2160 kWh/ano. (Fontes: SIESE-Síntese anual 1999 e International Energy Outlook 1998 DOE / EIA). Quando comparamos as várias regiões do território brasileiro a discrepância se torna ainda maior. Vários tipos de turbinas hidráulicas podem ser usadas em pequenas, mini e micro centrais hidroelétricas, entre as quais podemos destacar: Pelton, Francis, Turgo, Kaplan, Hélice, Banki etc. No Brasil as mais utilizadas são: Francis e Kaplan seguidas de longe pela Pelton. O uso dos demais tipos é quase que desconhecido, principalmente a Turgo. A turbina de fluxo cruzado, também conhecida pelos nomes de: MichellBanki, Banki e MichellOssberger é definida como uma turbina de ação que pode ser instalada com quedas de 1 a 200 m de altura e vazões de 0,025 a 13 m3/s. Com a evolução apresentada principalmente nas últimas duas décadas por firmas tradicionais como: Ossberger Turbinenfabrick ou mais novas como a CINK, pode alcançar diâmetros de rotores próximos de 1,0 m com largura de até 3,0m e desenvolver potência de até 2000 kW, com rendimentos que já podem chegar a 90%. As principais evoluções estão concentradas em modificações no injetor da turbina, emprego de novos materiais nas pás, eixo e rolamentos do rotor e em tentativas de utilização do tubo de sucção. Um dos estudos de mostra a viabilidade técnica e econômica na implantação de uma turbina de fluxo cruzado em comparação com as turbinas Francis e Kaplan. As conclusões serão relatadas após a análise de viabilidade técnico-econômica entre os três tipos de turbinas.
Título em inglês
Turbine Flow (Michell-Banki) as Central Hydraulic Option for Small
Palavras-chave em inglês
Banki
cross flow
Michell-Osgberger
turbine
Resumo em inglês
It is forecasted that in next 20 years the hydraulic energy will contribute with almost 30% of the total electric power of the planet, while this participation is today near 19%. Many countries have firm initiatives of implementation on SHPs, in medium or long terms. In Brazil, a new incentive program for SHPs is being introduced by ELETROBRAS. However, the forecast for the number of small plants and output installed into Ten-Year Expansion Plan of Energy to the year 2006 is relatively small (15 SHP amount to 93.71 MW, compared to feasible levels of 2,161 SHPs and 3,633 MW. (Source: SIPOTELETROBRAS april / 98). The average electric power consumption per inhabitant in Brazil is below of the world average consumption (1,805 kWh/year against 2,160 kWh/year. Source: SIESE - Annual summary 1999 and International Energy Outlook 1998 DOE/EIA) and when compared with the different regions of the Brazilian territory this discrepancy becomes still larger. Several types of hydraulic turbines can be used in small hydropower, as Pelton, Francis, Turgo, Kaplan, Propeller, Banki, etc. In Brazil the more used are Francis and Kaplan followed by Pelton. The usage of the other types is almost that unknown, mainly the Turgo turbine. The cross flow turbine, also known by the names of: MichellBanki, Banki, and MichellOssberger is defined as an action turbine that can be applicable to falls from 1 to 200 m and flows from 0,025 to 13 m3/s. With the evolution technical presented mainly in the last two decades by traditional firms like Ossberger Turbinenfabrik and new firms like CINK, that turbine can reach diameters of rotors of 1,0 m with width of 2,6m and to develop capacity up to 2,000 kW, with efficiency near 90%. The main evolutions are concentrated in modifications presented in the injector of the turbine by several manufacturers, and the use of new materials in the blades of the runner, shafts, bearings and the use of the draft tube. Case study shows the technical and economical implications using a cross flow turbine in comparison to a Francis turbine and a Kaplan. The conclusions will be reported after technical and economical viability analysis among the three types of turbines.
 
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AntonioMelloJr.pdf (13.47 Mbytes)
Data de Publicação
2013-05-17
 
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