Motor a vapor

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O motor a vapor, também chamado de máquina a vapor ou turbina a vapor é um tipo de máquina térmica. Toda máquina térmica funciona baseando-se no princípio de que o calor é uma forma de energia, ou seja, pode ser utilizado para produzir trabalho, e seu funcionamento obedece às leis da termodinâmica. Embora a invenção do motor de combustão interna no final do século XIX parecesse ter tornado obsoleta a máquina a vapor, ela ainda hoje é muito utilizada, por exemplo, nos reatores nucleares que servem para produzir energia elétrica. No caso da máquina a vapor, o fluido de trabalho é o vapor de água sob alta pressão e a alta temperatura. O funcionamento da turbina a vapor baseia-se no principio de expansão do vapor, gerando diminuição na temperatura e energia interna; essa energia interna perdida pela massa de gás reaparece na forma de energia mecânica, pela força exercida contra um êmbolo. Há diversas classificações possíveis para as turbinas a vapor, mas a mais comum é dividi-las entre:

A máquina a vapor de Thomas Newcomen

De condensação

É um siistema fechado de geração de energia. Neste, o vapor atravessa a turbina super-aquecido a uma temperatura tres vezes a agua em ebulição e pressão superior a atmosferica, sendo imediatamente resfriado afim de torna-se liquido e principalmente gerar uma zona de baixa pressão (tambem geradora) no difusor de saída e simultaneamente realimentando a caldeira para novo ciclo. É o tipo mais comum em centrais termoeléctricas e nucleares.

De Contra-Pressão

Assim chamado é o metodo mais arcaico que sepode usar numa máquina térmica. É o mesmo projeto de Heron de Alexandria usado no segundo século antes de Cristo, o sistema Contra-Pressão é similar a uma máquina a vapor conhecida pelo nome de aeolípile.

O fato do vapor não passar por um condensador ao sair da turbina, ocasiona a perda de potencia da turbina. Ele deixa a turbina ainda com certa pressão e temperatura e pode ser aproveitado em outras etapas de uma planta de processo químico, seja em aquecedores, destiladores, estufas, ou simplesmente é lançado na atmosfera. Este tipo é muito usado acionamento ou cogeração de energia, em usinas petroquímicas, navios, plataformas de petróleo, etc...embora seja o sistema mais primitivo de captação de energia.

Construtivamente as partes principais são:

[editar] Carcaça

Feita de aço fundido e usinado por dentro, montada na horizontal. A espessura da carcaça pode ultrapassar 150mm na região de alta pressão.

[editar] Mancais

Na carcaça são montados um conjunto de 2 a 4 mancais, dependendo do tamanho da turbina. Os mancais podem ser ainda:

de guia: são os que suportam o peso do eixo e o carregamento radial. Permitem que ele tenha movimento giratório livre de atrito.
de escora: suportam a carga axial decorrente do "choque" do vapor com as palhetas. É montado no sentido horizontal.