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CENWIN

TURBINAS

HIORAULlCAS,TURBINAS~BAS

E

SUM&HO 1 Objetivo 2 Normas complementares 3 OefinicIes ANEXO A- Figuras ANEXO 6 - Gfdsskio de elementos IINOICE ALFABETICO

de turbinas

hidraulicas

1 Esta

OBJETIVO

Norma estabelece icas,

urn vocabul5rio

bisico

de termos,

relativos

a turbinas

hi

drsul iVotas:

bombas de acumulagZo

e turbinas-bombas,

e seus componentes. baseando-se das r

a) Sempre que possivel, mais em figuras msquinas cada tipo

OS nomes e OS termos .sao def inidos do que em descri@es. mas suficientes

esquemZticas

As defini@es para se distingui

hidr5ulicas de turbina

sao concisas, ou de bomba; OS tipos

b) OS nomes de todos tes es&o

de miquinas

hid&licas

ou de seus componen fo a

em letras miniisculas, exceto quando as letras daiusculas - . rem necessarlas, por motivos grama.ticai.s. lsto .em concor.dZncia corn prkica c) adotada turbina, pela IEC e pela turbina-bomba ISO; e bomba de acumula$o., em instala$es hidrk referem-se hidrelGtricas, 1 i cas.

OS termos disposi

a ou

tivos

rotodin5micos

uti 1 izados

de. acumulagk,.

tamb&n des gnados

m&iquinas

2

NORM.&

COMPLEMENTARES

Na apl icasao NBR

dest.a .Norma 6 necess.Zir - Mancak

0 con.su.1 tar : para turbinas hidraul icas, : turbinas-bom

loo69

de desl izamento

has e bombas de acumulasao

- Terminologia.

Origem: ABNT - 4: 07.02.021i67 (Revis% da TB-74/74) CB-4 - Comite Brasileiro de Mec&tica CE-4: 07.02 - Comissk de Estudo de Turbinas Hidrzkdicas Esta Norma substitui a NBR 6445/60 e incorpora a Errata no 1 de Oez/1988

SIISTEMAWACODNAL METWQLQGE.4, E Q61.ALLDADE P~~v~IB-+P~cou: /;I

DE

I

A&MT

- ASSOClA@iO DE NDRMAS 63

EWiSlLElRA T&NlCAS

NORM,4LIZAcgtO IMDUSTRIALNBR TO&M OS dheltos reservwfos 3

thina.

NORMABRASILEIRA

REGISTRAUA 57 p&&as

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CENWIN NBR 644!5/1987

2

3 DEFlNlCdESPat-a das efeitos pela desta NBR 10069. Norma szo adotadas as definiS6es

3.1

a 3.5,

que

sao

completa

3.1 3.1.1

Def iniczes Turbinameckica.

gerais hidr&Zicacorn a finalidade de transformar a energia hidrzul ica em

Msquina energia 3.1.2 Maquina gia

rotodin$mica,

Bombarotodinsmica, ica. corn a finalidade de transformar energia meckica em ener hidraul

3.1.3Maquina binaS pas

Turbina-bombarotodinZmica de rotores do rotor, pode que, dentro funcionar ou por reversao no sent carcaGa, ido ou por de rotaG:o, variaCso ou por do sngulo uma corn das de uma mesma coma turbina

ou coma bomba.

3.1.4de tal

Twbinaforma

e bomba (Figuraque o funcionamento da rotaG5o. serem

15)distintas, turbina montadas ou coma bomba desacoplar elas podem ser as sobre pode duas ligadas urn mesmo ser msquinas. a eixo, coma realizado APE condutos

Combina&o

de uma turbina

e uma bomba,

sem alterar sar da bomba

o sentido

E possivel distintas,

e da turbina e safda.

comuns

de entrada

3.1.5Turbina,

Turbina,bomba

bomba ou turbina-bombaOII turbina-bomba na qua1 que 0 flux0 carcaQa,

de muZtipZospossui mais atravessa 0s

estkgiosrotores

(Figuraem Gt-ie.

16)eixo e

de urn rotor

em urn mesmo

em uma unica

3.1.6Sentido do coma tremidade tor.

Sentidoturbina,

de rota&o

(hoxirio

ou anti-hordrio)turbina-bomba funcionando coma visto ou turbina bomba, pelo e bomba, conforme lado visto funcionan da ou ex mo

de rotaG:o

de uma turbina, ou de uma bomba das miquinas

do eixo

rotodi&micas

do gerador

3.1.7Acrescido

Grupo a urn dos rotodinsmica termos definidos e gerador anteriormente, e/au motor, o grupo de maneira designa a formar o conj unto

da miquina

urn todo.

3.1.8Estes dos, indicar

~ixo vertickl,termos podem ser

horizontalacrescentados

ou inclinudoa qualquer dos termos gerais acima defini a fim de de bomba da mrjquina ou de turbina-bomba,

ou a urn nome de-.um tipo 5 posiG$o do eixo de

de turbina, rotaC:o

rotodinGnica.

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3.1.9Turbina tica

Turbinaem que e de pressgo

de ream-0a energia do f luxo meca^nica digua, 6 obtida atraves pela transformaGao das energias cind do rotor.

3.1.10Turbina

Turbinaem que

de a&oa energia atraves mecsnica do d obtida rotor. pela transforma&o da energia cineti

ca do flux0

dagua,

3.2 3.2.1Turbina

Defini&es I"urbina

dos tipos Francis

de turbinas 1)dggua penetra radialmente no distribuidor e

(Figura

de reaC;o, no qua1

na qua1 a pas Go

o flux0 fixas.

no rotor,

3.2.2Turbina no rotor divergentes

tirbinade

Francis

duela

(Figum

2)penetra saem radialmente axialmente no distribuidor em sentidos opostos e

reaGao

na qua1 no qua1 as

o fluxo pas Go

dsgua fixas,

duplo,

e corn vazoes

iguais.

3.2.3Turbina dores

Turbinade rea$o e em dois

Francis

ggmea (Figurao flux0 simples opostos varoes

3)penetra nos , por radialmente quais urn kico rotores. as em dois pas tubo sao distribuifixas,e saem

na qua1 rotores

dsgua

independentes convergentes

axialmente rao igual

em sentidos 2 soma das

de SUCGZO corn va

admitida

em cada

urn dos

3.2.4Turbina

lhrbina.h&icede reaCao, axial na qua1 o fluxo do d6gua roto,r, tern dire&o no qua1 as radial p5S no distribuidor, fix0 -a, ou ajus -

proximadamente t&e1 fora

na entrada

t&m pass0

de funcionamento.

3.2.5Turbina

!i'urbina

Kaplan

(Figura

4).dsgua do roto,r, tem,diiec% analogamente radial no distribuidor, .hGl ice, pot-G a -

de reaCao, axial p&&m

na qua1

o fluxo

proximadamente no qua1 as

na entrada pass0 regulivel

s turbina

em funcionamento,

3.2.6Turbina

Turbinade

diagonal .na qua1 o f.luxo dggha no roto,r, penetra no qua1 radialmente as .pas &a ou,,d4agona,l,mente fixas, e diagonalmente

rea$o,

no distribuidor,

3.2.7Turbina

Turbiruz.,Deriazde reatao,

(Figurana qua1

5)aagua no rotor, regulkel penetra radialmente a turbina ou ~~d,iagona.l,meMe diagonal, ~0,

o fluxo

no distribuidor rem no qua1 as

e diagona1ment.e pas tCm pass0

analogamente em funcionamento,

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3.2.8Turbina no rotor,

tirbinude rea&, estando

bulbo

(Figurana qua1

6)o fluxo contido dsgua penetra axialmente no distribuidor imerso no fluxo. e

o gerador

em bulbo,

diretamente

3.2.9Turbi

Turbina

tubular

(Figura

7)dagua penetra externamente axialmente ao fluxo no distribuidor digua. e

na de reacao,, onde

na qua1

o fluxo

no rotor,

o gerador

esta

localizado

3.2.10Turbina no rotor, turbina.

Turbinade

tubular

corn geradoro fluxo do gerador

perif&fcod;gua penetra

("Straight-Flow")axialmente 1 igado

(Figureno distribuidor

8)e da

reacao, estando

na qua1 o rotor

diretamente

a periferia

do rotor

3.2.11Turbina possuindo

Turbinade a&o pas

Peltonna qua1 em forma

(Figurao fluxo

9)ddgua conchas. incide sob a forma dos jatos de jato sobre o rotor em rela

de duas

A direcao

6 paralela

cSo ao plano 3.2.12 Turbina tor que

do rotor.

Turbinade acao, possui

de jatona qua1 pas

inclinadoo fluxo

(Figuradagua

10)incide concha. sob a forma de jato dos jatcs sobre o ro -

em forma

de uma inica

A direcao

6 inclina-

da em relacao 3.2.13 Turbina salmente

ao plano

do rotor.

Turbinade a&o, corn duas

de fZuxona qua1 passagens

transversalo fluxo pelas dagua pas*

(WicheZ-Banki")atravessa

(Figurao rotor cil

12)indrico tlrransver -

3.3 3.3.1

Defini&ks

dos tipos

de bombas de acumula'&o (Figura 12)imp6e do rotor, urn escoamento preponderantemente no senti

Bomba centm*j%gao format0

Bomba em que do radial

do rotor na saida

centrifuge,

3.3.2

Bomba axial

fheZice)do rotor

(Figuraimpoe

13)urn escoamento no sentido axial, na saida do

Bomba que o format0 rotor.

3.3.3Bomba dos

Bomba mista

(Figura

141imp6e na saida urn escoamento do rotor. simul taneamente nos sent i

em .que o format0 e radial

do rotor

axial

centrifuge,

3.4 3.4.1

DefiniCo"es Caixaque

de eknentos

constituintes

de turbinas

hidkulicas

de rea&o

Element0 turbina.

recebe

o fluxo

dagua

do sistema

adutor

e o dirige

para

o rotor

da

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3.4.1.1Caixa,

C&mem cujo

abertainterior a Ggua se encontra 5 pressa atmosf&rica.

3.4.1.2Caixa,

Caixa fechkluem cujo interior a Sgua se encoritra sob pressso superior 5 atmosferica.

3.4.2Ca ixa fluxo.

Caixa espim2fechada , cujas

(Figurasecoes

17)t ransversa i s d iminuem progress vamente no sentido do

3.4.2.1Element0

Virolada caixa espi ral, em forma de anel aberto e construczo soldada, fixo ao

pre-distribuidor.

3.4.2.2

Segment0 da virolaque const i tuem uma vi rola.

Cada urn dos elementos

3.4.2.3El emento

Trecho de entradade 1 igacao entre

para eaixacaixa espiral

espiml e sistema adutor.

3.4.3Caixa fluxo,

Caixa semi-espiraZfechada, formando cujas

(Figura

18)diminuem urn kgulo progress inferior ivamente a 360. no sent ido do

sec6es

transversais abrangendo

uma espiral

3.4.4Conjunto do entre

Pr&distribuidorconstituido a caixa

(Figurade palhetas

19)fixas e de andis superior estrutural e inferior, localiza-

e o distribuidor, o rotor.

corn finalidade

e de pr&orientacao

do escoamento

para

3.4.4.1Element0 ligado

PaZheta fixade perfil aos an&is hidrodinsmico superior do pr;-distribuidor, e que prg-oriente corn finalidade o escoamento estrutural, para o rotor. e inferior

3.4.4.2Element0 fixas.

Anel superiordo pre-distribuidor que aloja as extremidades superioces das pakhetas

3.4.4.3Element0 f ixas.

AneZ inferiordo p&-distribuidor que aloja as extremidades inferiores das pa 1hetas

3.4.4.4Element0 ligado no final

Bequilhude perf i 1 hidrodi&ico aos a&is da caixa superior espiral. do pr6.-distribuJ,dor, e que prG-oriente corn final

idade

estrutural,para o rotor,

e inferior

o escoamento

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CENWIN NBR 644!5/1967

3.4.5Element0

Distribuidorde turbina

(Figma

20)a conversZo e controle de- energia para de press50 o rotor. ::~. da

no qua1 6 realizada orientacao do flux0

agua em cinetica,

da vazao

3.4.5.1Element0

PaZheta diretrizdo di stribuidor das palhetas de perf i 1 hidrodin5mico diretrizes; sua orientaGo orient&e1 pet-mite pel o mecan i smo variar a de

acionamento

.vazao atra -

ves da turbina.

3.4.5.1.1Element0 plamento

Eixo superiorda palheta diretiiz

da palheta

diretrizo seu apoio na tampa externa e seu aco-

que permite

ao mecanismo

de acionamento

das palhetas

diretrizes.

3.4.5.1.2Element0 buidor.

Eixo inferiorda pa lheta diretriz

da palheta

diretrizo seu apoio ao anel inferior do distr i-

que perm ite

3.4.5.2Element0 isola

Tampa da turbinada turbina composto internos das tampas e externos interna , intermediaria e externa we

OS componentes

da turbina.

3.4.5.2.1Element0 riores

Tampa externafixado ao anel superior do pr&distribuidor e que aloja-os mancais supe

das palhetas

di retrizes.

3.4.5.2.2Element0

Tampa intemedi&rialocalizado entre as tampas externa e interna.

3.4.5.2.3Element0 protege

Tampa internaatravessado 0 rotor pelo eixo da turbinasuperior, , que suporta OS elementos de vedatao e

na sua parte

3.4.5.3Element0 tas

AneZ inferiorfixado

do distribuidore que aloja OS mancais inferiores das palhe

ao pre-d3stribuidor

di retrizes.

3.4.5.4Element0 tas

PZaca de desgastesubstituivel

superiorna tampa externa idade de proteger na regiao de fechamento das palhe

fixado

di retrizes,

corn a final

a tampa externa.

3.4.5.5Element0 chamento

PZucu de desgastesubstituivel das palhetas

inferioranel Inferior do distribuidor idade de proteger na regiso o anel de fe-

fixadono di retrizes,

corn a final

inferior.

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CENWIN NBR 644611967 7

3.4.5.6Element0 dor,

Anel

de desguste

estuciondr$ona tampa externa e que envolve ou no anel OS a&is inferior do distribui rotativo.

substituivel idade

fixado

corn a final

de protecao

de desgaste

3.4.5.6.1Element0 anel

Anel

de desgastefixado rotativo

esta~iomirtino anel inferior

inferiorinferior do rotor. do distribuidor, que.envolve o

substituivel

de desgaste

3.4.5.6.2Element0 rotativo

AneZ de desgastesubsti superior tuivel f ixado a0 rotor.

estacionucrCo.superiorna tampa externa, que envol ve, o anel de desga s te

3.4.6Element0

Rotor

Francis

(Figurafixado

21)cowt i tu ido por urn certo numero de. pas de cur

rotativo

ao eixo,

va tu ra adequada , f ixadas

ao cube & S cinta.

3.4.6.1Element0 energia

PQ Francisdo rotor do fluxo de superfrcies dggua, curvas , que tern a final idade de. transformar mecsnico. uma face a A c6nca (f ixada

proveniente

do distribuidor, uma aresta suc$o)

em trabalho de saida,

ps s constituida va (1 ado .pressao)

por uma aresta , uma face inferior

de entrada, (lado

convexa (fixado

, uma borda

super ior

ao cube)

e uma borda

2 cinta).

3.4.6.2Element0

Cuba do rotordo rotoronde estso f ixadas as bordas superiores das pas.

3.4.6.3Element0

Cinta

do rotoronde estso fixadas as bordas inferiores das ~5s.

do rotor

3.4.6.4Element0

Cone do rotorsituado no prolongamento do cube, que orienta o escoamento da sgua.

3.4.6.5El emento

Anel

de desgaste

rotativoidade de proteger o rotor.

subst i tu ivel

, corn a final

3.4.6.5.1Element0 tor.

Anel

de desgastef ixado

rotativo

inferiorcil indr~dd.:e~ternj:.da:ci.nta;do r-2

substituivel

na superficie

3.4.6.5.2

AneZ de desgastefixado

rotativo

superiorcil indrica externo do cube.

Elemento.substituivel

na superficie

3.4.7Elemento tura

Rotor

Francis

c&.&oao eixo a urn iinico constituido por cecto.nGmero de pss, de curvy

rotativo

f ixado fixados

adequadas

cube e as duas cintas

si&tricas.

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3.4.8Element0

Rotor

Kaplan

(Figurn 22 e 23)constittiido por em forma de forma urn nkleo de h6l ice central, de forma hidrodingmica, tipo de rotor, e teno nay regulaveis. Neste axial

rotativo

do um certo fluxo sa ida.

niimero de pis

de agua 6 orientado

a segui r uma direcao

na entrada

3.4.8.1Element0 transformar ca, (lade

Pi KapZanconstrutivo a energia por do rotor, hidriulica uma aresta de superficies do flux0 de entrada, convexa (lado curvas dagua que tem a finalidade em energia uma face de mecsni c6ncava

em escoamento de sa ida, fixada

const i,tuida de pressao)

uma aresta de succ~o),

e uma face

ao cube e ?i cinta.

3.4.8.2Element0

cube do rotopconstituido por umnkleo central de perfil das mesmas. hidrodinSmico-, que suporta

as pas e aloja

o mecanismo

de acionamento

3.4.8.3Element0

Ogivacorn perfil da hidrodinSmico agua depois , situado no prolongamento pas. do cube, que orienta

o escoamento

de sua passagem pelas

3.4.8.4Element0

Ponta da oQivaremovivel da ogiva corn perfil hidrodin6mico.

3.4.8.5Element0 te para

Haste de manobrafixado a cruzeta. ao servomotor das pas e que transmite o movimento de comando des

3.4.8.6

Cruzetana ext rem idade as bi.elas da haste de manobra, que transm ite OS movimentos

El emento montado desta haste para

das pas.

3.4.8.7Element0

BieZa

da pio movimento da cruzeta 5 alavanca da .~a,

que transmite

3.4.8.8Element0 mesma.

AZavanca da pdfixado ao munhao ou ao flange da,p?, que imprime movimento angular 5

3.4.9Element0

Rotor-h&icerotativo constituido por em forma umnkleo de h6l ice central f ixas. de forma Neste axial hidiodinsmica, t ipo de rotor na entrada o tenfix

do urn certd

numero de pk

xo de agua 6 orientado

de forma

a seguir

uma dire&o

e na saida.

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3.4.10Element0 tor

Am, d& c&ayuE do rotorfixado no concrete, que envolve a cinta do rotor Francis e as ~5s do rg

Kaplan.

3.4.11Element0 de porte a agua

Tuba de succa"o (Figuraque tern por finalidade cin&ica de saida ica.

24)principal remanescente do rotor at6 transformar da agua o canal em energia ao deixar de fuga o rotor ou inicio de pressao e de grafi i r

da energia desde a secso hidrsul

conduz

uma no-

va estrutura

3.4.11.1Element0

Cone do tubo de ~ucqcYockico, do tubo de succao, localitado em sua regiao superior.

3.4.11.2Element0

CotoveZocurve

do tubo de SW&Oao trecho de saida do tubo de

, que une o cone do tuba, de sucso

3.4.11.3Element0 de succao.

PiZarestrutural,

divisor

do tubo de .su&ode perfil hidrodinsmico, situado no trecho de saida do tubo

3.4.11.4Element0

Revestimentometilico que

do tubo de sue&?0reveste o tubo de succao.

3.4.11Element0

.S

Revestimentometal ice que

do pilarprotege a parte frontal do pilar divisor do tubo de succ;ao.

3.4.11.6Element0

Trechoterminal

de saida do tubo de sucqa"o do tubode succao.

3.4.12..Element0 3.4.13 Conjunto

Tampa/portsque fecha

de inspe&oe veda uma abertura de inspec;?o.

Mecanismo do distribuidorde element0 que acionam

(Figuraas palhetas

251dir,etrizes.

3.4.13.1E 1emento zes.

Servomotorque

do distribuidorpelo s istema de regulac;io; movimenta as palhetas diretri

ccnnandado.

3.4.13.2Element0 buidor.

AneZ de regulaw-oque recebe o comando do servomotor e o transmite ao mecanismo do distrL

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CENWIN NBR 9445/1997

3.4

.I 3.3

AZavanca externaenvolvendo o eixo

da palhetada palheta

diretrizdiretriz, ligado ou urn outro de biela 5 .blavanca dispositivo do interna de da p2 prote-

Elemento lheta cao, dor. 3.4.13.4 Element0 lar. 3.4.13.5 Element0 externa 3.4.13.6

diretriz e ligado

atraves ao anel

de urn pino de regula&o

de ruptura atrav&

do mecanismo

.distribui-

Alavancafixado

interna

du palhetada pa lheta

diretrizpara imprimir-lhe mov i men to angu

no eixo

diretriz

BieZa do mecanismo do distribuidorque ou transmite interna e transforma do dispositovo o movimento de.protecao do anel do mecanismo de regulacao do distribuidor. s alavanca

Dispositivoe 28)

de protega"o

do mecanismo do distribuidor

(Figuras

26,

27

spositivo

que

se

rompe

ou se deforma

, quando

OS esforcos

sobre

o element0

2

ngem urn valor

predeterminado.

4.13.6.1iela urn valor 3.4.13.6.2 Element0 esforco 3.4.13.6.3 que se

Bielarompe

de ruptura/deformacGoou se deforma, quando

(Figura

266)sobre o element0 at i.ngem

OS esfrocos

predeterminado.

Pino de rupturade protecao sobre que

(Figurapossui atinge

2'7)estrangul predeterminado. ada, que se rompe quando o

uma se$o urn valor

o element0

Dispositivo de restri&fo (Figuras 27 e 28)que permite atinge

de movimento

do mecanismo do distribuidor

Element0 de protecso . ca Interna, quando 3.4.13.7 Element0 3.4.14 Conjunto

o movimento urn valor

da alavanca predeterminado.

externa

sobre

a alava;

o esforco

Haste de manobra do anel de regukikiode 1 igacao do servomotor ao anel de regulacao.

Veducc?o do eixode elementos atraves corn a finalidade do eixo. de evitar o vazamento drigua para a tam

pa da turbina 3.4.14.1 Conjunto mento 3.4.14.2 Element0

Veda&fo deslizantede an&is digua para estacionarios a tampa

(Figura

29)corn a final do eixo. idade de evitar o /t.vaza-

e rotativos da turbina atravk

Vedagode vedacao

de pandacorn a final idade de evitar o vazamento dagua para a ittampa

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da turbina

atraG&

do eixo

utilizsvel

quando

a turbina

se encontra

parada.

3.4.15Elementos

Mzncaisque restringem : de guia de escora combinado (Figura (Figura de escora OS deslocamentos axiais e radiais de turbina ( ver

NBR 10069)

a) mancal b) mancal c) mancal

30);31); e de guia (Figura 32 e 11).

3.4.16El emen to escora.

Cone suportetronco-c& ice

do mancal de escoxz (F-&urnf ixado

1)se apo ia o mancal de

na tampa da turb ina no qua1

3 ~4 17 Eixo da turbinal

(Figura

1)e atrav& do qua1 6 transmitida a energia rnc

Element0 Gnica

ao qua1 6 fixado.o.rotor da turbina.

3..4.18

'Revestimentometglico

do poco da turbinado pose da turbina.

Revestimento

3.4.19Conjunto regulaczo

Sistenm de reguZa&iode equipamentos de velocidade e/au

da turbinael6tricos e elet&icos, responsGve1 pel a de potkcia da turbina.

mec&icos,

3.4.20Element0

Cabecote Kaplanestacionsrio para

(Figuraque permite

33)a distribuicao do 6leo do sistema Kaplan. hid&lico de acionamento das pas do rotor

de regulacao

o servomotor

3.53.5.1dggua

Defin+$ei Injetor

de elementos (Figura 34)

constituintes

de turbinas

de aci?o

El emento de turbina em cin