Limnoperna fortunei” na redução da · da turbina Francis a plena carga mostram uma variação...
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Influência da taxa de infestação de “Limnoperna fortunei” na redução da potência de turbinas hidráulicas Code: 05.012 Rico, E. A. M.1; Martinez, C. B. 1; Castro, A.L.P. 1-2; Souza. T.R.D.C. 1; Ribeiro, M.E.C.3 1Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG); 1Programa de Pós- Graduação em Engenharia Mecânica, Centro de Pesquisas Hidráulicas, Escola de Engenharia da UFMG. 2Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP) 21/11/2017 1
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Influência da taxa de infestação de
“Limnoperna fortunei” na redução da
potência de turbinas hidráulicas
Code: 05.012
Rico, E. A. M.1; Martinez, C. B. 1; Castro, A.L.P. 1-2; Souza.
T.R.D.C. 1; Ribeiro, M.E.C.3
1Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG); 1Programa de Pós-
Graduação em Engenharia Mecânica, Centro de Pesquisas Hidráulicas,
Escola de Engenharia da UFMG. 2Universidade Federal de Ouro Preto
(UFOP) 21/11/2017 1
Apresentar uma investigação sobre a influência da taxa de infestação do
Limnoperna fortunei (LF) no aumento das perdas de carga na caixa
espiral de pequenas turbinas hidráulicas do tipo Francis levando em
consideração a evolução temporal da mesma.
Objetivos
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Introdução
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Aproveitamentos
Hidroelétricos
84% da produção de
eletricidade a partir de fontes
renováveis
Terceiro maior do mundo em
potencial hidrelétrico.
Brasil, a produção de hidroeletricidade
corresponde a uma parte significativa da
matriz elétrica, 65% da produção de energia
elétrica (2015).
O parque gerador Brasileiro
Diversos tipos de turbinas
Francis e Kaplan.
Envelhecimento do sistema hidráulico
Aumento da rugosidade superficial
Infestação de organismos vivos
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Molusco bivalve de água doce;
Originário dos rios da China e do
Sudoeste da Ásia incluindo Camboja,
Indonésia, Coréia, Laos, Tailândia e
Vietnã;
Primeiro registro de aparição na
Argentina em 1991, Japão em 1992,
Brasil 1998;
Coloniza ambientes lóticos, lênticos e
semi-lóticos;
Crescimento rápido e alta capacidade
reprodutiva
Limnoperna fortunei
(Mexilhão dourado)
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Altera ecossistemas aquáticos;
Obstrui sistemas de captação de água e adutoras, sistemas de
resfriamento de usinas hidrelétricas e indústrias;
Danifica motores de embarcações;
Entupimento ou redução da seção de tubulações;
Decomposição de material orgânico;
Aumento na corrosão de tubulações, concreto e polímeros,
ocasionado pela proliferação de outros agentes biológicos
indesejáveis (bactérias,fungos, etc.)
Impactos L. fortunei
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A caixa espiral é projetada com a finalidade de garantir descargas
parciais iguais em todos os canais móveis formados pelas pás do
distribuidor. Sua seção vai gradativamente decrescente no sentido do
escoamento.
ADAPTADO DE CARVALHO (1982)
O procedimento utilizado para o dimensionamento da caixa espiral. Dados iniciais e cálculos, para a escolha do tipo de turbina.
Metodologia
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ψ
Divisão seções caixa espiral
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Relação dos diâmetros e velocidades (Macintyre, 1983)
𝒗𝟐
𝑫=
𝒗𝒆𝟐
𝑫𝒆 𝒐𝒖 𝒗 = 𝒗𝒆
𝑫
𝑫𝒆
Equação da continuidade
𝑸 = 𝑺𝑽 = 𝝅𝑫𝟐
𝟒 𝒗,
obtemos;
𝒙 = 𝒗 𝑫𝟐
𝒗𝒆 𝑫𝒆
𝟐
Se obtém
𝒗
𝒗𝒆=
𝑫
𝑫𝒆
1/2 De modo que 𝑫
𝑫𝒆= 𝒙𝟐/𝟓
Com o desenvolvimento da metodologia, anteriormente apresentada,
pode-se chegar aos seguintes resultados
Resultados e Discussão
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A Tabela exemplifica uma parte dos resultados obtidos, dos diâmetros,
dos ângulos, das velocidades e das vazões de cada uma das seções da
caixa espiral.
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Perfil de velocidade para diversas porcentagens de carga, na caixa
espiral
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Faixa
arrancamento L.f
Incrustação de Limnoperna fortunei para diversas porcentagens de carga
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Os resultados obtidos a partir do cálculo das velocidades, na caixa espiral
da turbina Francis a plena carga mostram uma variação de 6,00 até 1,85
m/s.
Comparando essas velocidades encontradas por (Castro, 2013), pode-se
considerar que no final da caixa espiral, ter-se-á uma porção com
infestação de Mexilhão dourado (a partir de 358o) já que nessa parte da
voluta se tem velocidades menores a 1,70 m/s.
Para o caso de cargas maiores (75% de carga) ter-se-á uma situação
onde é possível que haja uma infestação parcial da caixa espiral (a partir
de 208o). Para infestações menores que 50% tem-se uma infestação
completa da caixa espiral.
Conclusões
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Agradecimentos
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Os autores manifestam seus agradecimentos à ANEEL, à CEMIG, à ELETROBRAS-FURNAS, a FAPEMIG ao CNPq, a CAPES à Fundação Gorceix pelo suporte financeiro
para a realização desse trabalho.
