Conceituação em MF

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1.5.

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FIGURA 1.4 - Rotor de uma bomba semi-axial.

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FIGURA 1.5 - Rotor de uma bomba semi-axial.

O sistema diretor, também chamado de estator, tem como finalidade coletar o fluido e dirigí-lo para uma determinada direção. Muitas vezes parte da transformação da energia pode ocorrer já no sistema diretor. Na FIG. 1.6 pode-se ver o sistema diretor ou injetor de uma turbina Pelton. Neste caso ocorre a transformação de energia potencial em energia cinética.

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FIGURA 1.6 - Sistema injetor de uma turbina Pelton.

No caso de uma bomba hidráulica, o sistema diretor, após o rotor (FIG. 1.7), recupera a energia cinética do fluido na saída do rotor transformando-a em energia hidráulica ou de pressão.

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FIGURA 1.7 - Bomba centrífuga em corte.

1.3. Classificação de máquinas de fluxo

Outros critérios são usados para classificar as máquinas de fluxo; entre eles podem ser citados os seguintes:

A. Classificação segundo a direção da conversão de energia; B. Classificação segundo a forma dos canais entre as pás do rotor;

C. Classificação segundo a trajetória do fluido no rotor.

A. Segundo a direção da conversão de energia

Segundo a direção da conversão de energia as máquinas de fluxo classificam-se em motoras e geradoras.

As máquinas de fluxo motoras transformam energia de fluido em trabalho mecânico, ocorrendo uma diminuição da energia do fluido em sua passagem pela máquina; enquanto que nas máquinas de fluxo geradoras, o trabalho mecânico fornecido ao eixo da máquina é transformado em energia de fluido, ou seja, ocorre um aumento da energia do fluido ao passar pela máquina.

Exemplos de máquinas de fluxo motoras ou motrizes são:

- as turbinas hidráulicas (FIG. 1.5);

- as turbinas a vapor (FIG. 1.8);

- as turbinas de vento (eólicas), etc.

Entre as máquinas de fluxo geradoras têm-se:

- as bombas centrífugas (FIG. 1.7);

- os ventiladores (FIG. 1.9);

- os turbocompressores, etc.

B. Segundo a forma dos canais entre as pás do rotor

Em relação à forma dos canais entre as pás do rotor, as máquinas de fluxo são classificadas em máquinas de ação e em máquinas de reação.

Nas máquinas de fluxo de ação, os canais do rotor simplesmente servem como desviadores do fluxo, não ocorrendo aumento ou diminuição da pressão do fluido ao passar através do rotor. Como exemplos tem-se a turbina Pelton (FIG. 1.5) e a turbina a vapor do tipo Curtis (FIG. 1.8).

Nas máquinas de fluxo de reação, os canais formados pelas pás do rotor têm a forma de injetores (em turbinas) ou a forma de difusores (em bombas, ventiladores, turbocompressores). No caso de turbinas ocorre diminuição da pressão do fluido em sua passagem pela máquina, enquanto que no caso de máquinas geradoras ocorre um aumento da pressão do fluido ao passar pela máquina. Como, em geral, o objetivo de uma máquina de fluxo geradora é aumentar a pressão do fluido, não teria sentido construir estas máquinas como sendo de ação. Como máquinas de reação têm-se as bombas centrífugas, os ventiladores, as turbinas hidráulicas do tipo Francis e Kaplan, etc.

C. Segundo a trajetória do fluido no rotor

Segundo a trajetória do fluido no rotor, as máquinas de fluxo podem ser classificadas em:

- radiais;

- axiais;

- diagoanais ou semi-axiais ou mistas;

- tangenciais.

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FIGURA 1.8 - Turbina a vapor do tipo Curtis.

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FIGURA 1.9 - Ventilador centrífugo.

Nas máquinas de fluxo radiais as partículas de fluido percorrem trajetórias num plano transversal ao eixo da máquina de forma que a componente de velocidade absoluta meridiana do fluido está na direção radial. Neste caso pode-se imaginar o escoamento como normal à superfície de um cilindro. Alguns exemplos são as bombas e os ventiladores