MOTORES À REAÇÃO

Bruno Andrade | Maio/2010 | RJ

Introdução

• Seção localizada entre o a seção do

compressor e a seção da turbina;

• Tem a finalidade de processar e queimar a

mistura ar-combustível;

• Entrega à turbina os gases resultantes da

combustão.

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Introdução

• O ar comprimido é proveniente do

compressor;

• O combustível é pulverizado através dos

bicos injetores.

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Introdução

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Introdução

• Os gases resultantes da queima da mistura

sofrem as seguintes transformações dentro da

câmara:

1) Expansão: aumento de volume;

2) Aceleração: aumento de velocidade;

3) Resfriamento: Mistura com o ar desviado para

diminuir sua temperatura.

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Aspectos

• Para ser considerável aceitável uma

câmara de combustão para motores à

reação deve possuir alguns requisitos;

1) Permitir a queima da mistura com mínima

perda de pressão (Brayton).

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Aspectos

2) Toda queima deve ocorrer dentro da

câmara, sem a tendência de deslocar a

chama;

3) Não possuir tendência à extinção da chama,

pois a ignição só ocorre na partida;

4) Distribuição homogênea de temperatura

para a seção da turbina.

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Aspectos

• Além disso, a câmara deve garantir grande

presença de ar, acima das necessidades

para a combustão;

• Este ar em grande quantidade irá resfriar o

conjunto de modo a evitar danos às palhetas

da turbina por causa da temperatura.

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Aspectos

• A temperatura no interior da câmara fica

em torno de 2000ºC;

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Composição

• Existem 3 tipos de câmaras de combustão

mais usadas nos motores à reação:

1) Caneca

2) Anular

3) Canular

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Composição

• Seja qual for o tipo de câmara, possuem

alguns elementos básicos;

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1) Camisa

2) Carcaça

3) Difusor

4) Orifícios secundários

5) Orifícios de ar de diluição

6) Orifícios de ar do filme de

refrigeração

7) Local de instalação dos

queimadores

8) Local de instalação dos ignitores

Composição

Camisa ou tubo de chama:

• Local onde efetivamente ocorre a queima

e todas as reações da mistura ar-

combustível.

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Composição

Carcaça:

• Suporte da camisa da câmara;

• No espaço entre elas circula o ar de

refrigeração;

• Dependendo do tipo do motor, a carcaça

pode ser a mesma do motor.

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Composição

Difusor:

• Finalidade de diminuir a velocidade do ar

entregue pelo compressor;

• Evita a extinção da chama do queimador.

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Composição

Orifícios do ar de diluição:

• Se encontram na zona de resfriamento;

• É por eles que o ar de resfriamento entra na camisa

da câmara para diminuir a temperatura dos gases;

• Reduzem a temperatura dos gases de 2000ºC para

aproximadamente (850-950ºC), na saída da câmara;

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Composição

Orifícios que formam filme de ar:

• São furos de diâmetros reduzidos existentes ao longo

de toda a camisa da câmara;

• O ar ao penetrar na camisa por esses orifícios

encontra-se com um anteparo metálico forçando a

formação de uma película entre a camisa e a chama

para moldá-la impedindo que a chama toque e queime

a superfície da camisa.05/05/2010 16BCAS

Operação

• O ar que é entregue à câmara de

combustão é dividido da seguinte forma:

• Ar primário (25%): Participa da queima;

• Ar secundário (75%): Ar de refrigeração;

• Razão de fluxo variável.

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Operação

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Zona de mistura

Zona de combustão

Zona de diluição

Camisa da câmara Câmara de

combustão

Operação

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Operação

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5 a 20 ft/s

100 a 200 ft/s 400 a 500 ft/s

Operação

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Operação

• As câmaras necessitam de um sistema de

drenagem de combustível não queimado para

evitar a formação de carvão e borras nos bicos e

tubulações;

• Outro risco é o de explosão;

• O sistema de drenagem é composto por diversas

válvulas dreno.

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Operação

• Em relação à mistura ideal, deve ser de

15:1 (15 partes de ar e 1 de ar);

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Tipos

• Em motores à reação existem 3 tipos mais

comuns de câmaras de combustão:

• Caneca (Multiple chamber)

• Anular (Annular chamber)

• Canular (Tubo-annular chamber)

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Tipos: Caneca

• É comumente empregada em motores que usam

tanto compressor axial quanto centrífugo, porém é

mais adequada para fluxo centrífugo;

• São canecas instalados em torno do eixo

compressor-turbina;

• Cada camisa possui sua própria carcaça.

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Tipos: Caneca

• Em cada câmara está instalado um

queimador, sendo que somente duas

possuem vela de ignição;

• Possuem tubo propagador de chama que

interliga as câmaras mantendo a mesma

temperatura e pressão em todas as câmaras.

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Tipos: Caneca

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Tipos: Caneca

Vantagens:

• Baixo peso;

• Facilidade de remoção;

• Baixo custo de manutenção pois, durante

revisão do motor somente a câmara

danificada pode ser substituída.05/05/2010 28BCAS

Tipos: Caneca

Desvantagens:

• A grande desvantagem deste tipo é a

possibilidade de ocorrer apagamento de uma das

unidades, causando empenamento dos

orientadores da turbina por diferença de

temperatura, além de deformações permanentes

nas palhetas.05/05/2010 29BCAS

Tipos: Anular

• Geralmente aplicada nos motores equipados

com compressor axial;

• É de construção mais simples do que a

caneca;

• Compostas por duas camisas envolvidas

pela carcaça do motor.

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Tipos: Anular

• A queima do combustível ocorre no espaço

existente entre as duas camisas;

• Apresenta a melhor mistura do ar com o

combustível e também a que permite o

melhor resfriamento dos gases;

• O processo todo ocorre em um espaço único;

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Tipos: Anular

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Tipos: Anular

• A desvantagem dessa câmara é que por seu uma

peça única depende de grande mão-de-obra para

sua remoção;

• É mas propensa a empeno;

• Pela proximidade da chama requer manutenções

mais freqüentes;

• Alto custo de manutenção.

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Tipos: Canular

• É a combinação da câmara caneca com a anular;

• O motor que usa este tipo de câmara possui

várias câmaras anulares dispostas radialmente ao

redor do eixo;

• Diferente das canecas, a câmara anular não

possuirá carcaças individuais e sim uma única

carcaça envolvendo todas as camisas.

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Tipos: Canular

• Semelhante a câmara caneca, a canular

possuirá tubo propagador de chama;

• O número de queimadores é variável de

acordo com o modelo do motor;

• Possui 2 ignitores ou velas.

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Tipos: Canular

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