HM 150.20 Princípio de funcionamento de uma turbina Francis Bancada de formação escolar Equipamento de laboratório escolar Equipamento para experiências educativas de mecânica dos fluidos
1. Descrição
As turbinas hidráulicas são turbomáquinas que utilizam a energia da água. A turbina Francis é um tipo de turbina de reação que converte a energia de pressão da água em energia cinética no distribuidor e no rotor. A água é alimentada no distribuidor através de uma carcaça em espiral. A água em fluxo é acelerada no distribuidor pelas palhetas guia ajustáveis e direcionada para as pás. O redireccionamento e a aceleração adicional da água no rotor geram um impulso que é transmitido ao rotor.
O modelo HM 150.20 representa uma turbina Francis que demonstra o funcionamento de uma turbina de reação.
A unidade experimental é constituída pelo rotor, pelo distribuidor com palhetas guia ajustáveis, por um travão de cinta para carregar a turbina e por uma carcaça com um painel frontal transparente. A cobertura transparente permite observar o fluxo de água, o rotor e as palhetas guia durante o funcionamento. O ângulo de ataque e, portanto, a potência do rotor são modificados pelo ajuste das palhetas guia.
O binário da turbina é determinado pela medição da força num travão de cinta e é lido em balanças de mola. Para medir a velocidade de rotação é necessário um sensor de velocidade sem contacto, por exemplo, o HM 082. Um manómetro indica a pressão da água à entrada da turbina.
A unidade experimental é posicionada de forma fácil e segura na superfície de trabalho do módulo base HM 150. A água é fornecida e o caudal é medido pelo HM 150. Em alternativa, a unidade experimental pode ser operada pela rede de alimentação do laboratório.
2. Detalhes técnicos
funcionamento de uma turbina Francis
painel frontal transparente para observação da área de operação
carregamento da turbina por meio do travão de cinta
palhetas guia ajustáveis para configuração de diferentes ângulos de ataque
marcação no tambor de travão para medição de velocidade sem contacto
instrumentos: balanças de molas para determinação do binário, manómetro indica a pressão à entrada da turbina
determinação do caudal pelo módulo base HM 150
abastecimento de água utilizando o módulo base HM 150 ou através da rede de alimentação do laboratório
3. Dados técnicos
Turbina
potência: 12W a n=1100min-1, aprox. 40 L/min, H=8 m
rotor
7 pás
largura da pá: 5 mm
diâmetro exterior: 50 mm
palhetas guia
6 palhetas, ajustáveis (20 estágios)
Faixas de medição
força: 2 x 0…10 N
pressão: 0…1,0 bar
