Avaliação da variação do ângulo da pá de uma turbina hidráulica do tipo Pelton em relação à potência mecânica no eixo

Abstract

Em Pequenas Centrais Hidrelétricas, a turbina hidráulica do tipo Pelton é amplamente utilizada quando se trata de conversão de energia. Por isso, é de grande valia toda e qualquer melhoria da turbina visando o aumento da extração de potência, facilitando assim o acesso à conversão de energia com o mesmo investimento. O presente trabalho tem como objetivo principal avaliar a influência da variação do ângulo das conchas da pá de uma turbina Pelton em relação à potência no eixo que a pá está conectado. Alguns aspectos relevantes foram abordados para a realização deste projeto, tais como design diferenciado da pá, pesquisa de preço visando menor preço de produção, projeto de um sistema eletrônico para variação do ângulo das conchas da pá e a utilização de dispositivos eletrônicos de fácil acesso. Foram apresentadas todas as etapas do processo, desde a escolha do melhor lugar para a construção, projeto da pá, projeto do sistema eletrônico até a geração de potência final da turbina utilizando a pá projetada aliada ao sistema eletrônico. Após a realização dos ensaios, pôde ser observado que a variação da inclinação das conchas da pá implica na variação da potência mecânica resultante do eixo da pá, tendo como ângulo ótimo 15° de inclinação, em cada pá referente à potência mecânica média de 0,27805 W. Com base nisso, entende-se que a variação do ângulo das conchas da pá de turbinas hidráulicas do tipo Pelton vem a ser uma boa alternativa para obtenção de maior potência mecânica no eixo, mantendo a mesma vazão e torque.

In small hydro power plants, Pelton hydraulic turbine is largely used to energy conversion. Therefore, it is very significant any improve of this turbine to obtain more power, increasing the access to energy conversion with the same investment. The main objective of this study is shows the influence of angle variation of blade’s buckets to mechanic power extracted from blade’s pivot. Some interesting aspects was studied to conclude this project, as a blade’s different design, price research to find the lower cost to production, project of an electronic system to blade angle variation and uses largest access electronics devices of largest access. All steps of process can be seen in this study, since the choice of the best place to make and project this kind of Pelton’s blade until the final power generation. All tests show that changes blades angle results in mechanical power variation. Using an angle near to 15° was it possible measure 0.27805 W, relative to mechanical power. Therefore, it is possible to realize that blades angle variation in hydraulics turbines Pelton can be an alternative to obtain more mechanical power using the same torque and water flow rate.