Soluções

Características

O equipamento didático para estudo da turbina Francis é constituído por uma estrutura e tampo em aço com pintura anticorrosiva e rodízios para facilitar sua mobilidade. Esta estrutura dá suporte ao sistema de fornecimento de fluxo, a tubulação, aos sensores, ao quadro de comando elétrico e a turbina Francis. O equipamento dispões ainda de uma workstation com monitor touch, teclado e mouse, ela é utilizada para parametrização, monitoramento e armazenamento de dados durante as atividades.

O sistema de fornecimento de fluxo da bancada é composto por reservatório de fluido em aço inox com tampa em acrílico, motobomba centrífuga com motor trifásico controlado por inversor de frequência, tubulação em aço inox, válvula tipo globo para abertura e fechamento do fluxo.

O controle da velocidade do rotor da motobomba por meio do inversor de frequência, em conjunto com a variação da abertura da válvula e das pás diretrizes da turbina, permite simular diferentes alturas de queda e vazões, mudando as características de operação da turbina conforme a necessidade durante a realização da atividade prática.

A tubulação utilizada no equipamento é de aço inox, com acabamento polido e com conexões por roscas ou flanges, as quais conferem ao equipamento além excelente aparência, maior resistência e durabilidade. Nesta tubulação estão instalados um sensor de vazão e um sensor de pressão responsáveis por fornecer estes dados ao sistema de monitoramento e controle.

O quadro de comando elétrico do equipamento está em uma posição de fácil acesso, tem sua alimentação realizada por meio de um cabo multipolar com plug industrial. Nele estão instalados os dispositivos de segurança conforme normas relacionadas e contem botão liga, botão desliga, botão de reset, chave de emergência com trava, chave geral, contatora, relé térmico, disjuntor diferencial residual. No quadro de comando também estão instalados, fonte de alimentação para os sensores, unidade lógica de controle, conversores de sinal, inversor de frequência e demais componentes de interface com a workstation.

A turbina Francis tem sua caixa espiral confeccionada em aço inox, na face frontal o tubo de sucção e a tampa de fechamento são de material transparente permitindo a fácil visualização das pás diretrizes do distribuidor e do rotor.

As pás diretrizes do distribuidor são confeccionadas em aço inox, tem sua posição de abertura ajustável, isso possibilita alterar a vazão de descarga e as características de funcionamento da turbina conforme objetivo de estudo.

Para maior precisão na operação de ajuste da posição das pás diretrizes, a turbina possui um sistema de movimentação com dispositivos articulados para as pás e um manípulo de comando.

O rotor é em aço inox e recebe a descarga hidráulica convertendo em movimento de rotação e torque no eixo.

Acoplado na extremidade do eixo, o conjunto freio mecânico e sensores permite obter, a força mecânica produzida pela turbina e a respectiva rotação do eixo. A partir da força, da velocidade de rotação do eixo e algumas características dimensionais, o torque e a potência mecânica produzida são monitorados.

Os dados podem ser armazenados, permitindo observar e analisar o comportamento operacional da turbina em um outro momento

A workstation que integra o equipamento em conjunto com o quadro de comando elétrico, possibilita que seja nela realizada a parametrização de operação do motor da motobomba, o comando para o acionamento do motor, o monitoramento de variáveis envolvidas na atividade prática, a apresentação gráfica de curvas relacionadas a operação da turbina Francis e o armazenamento dos dados dos obtidos durante as atividades para posterior análise.

O conjunto de componentes eletrônicos de padrão industrial que integram o equipamento permite que seja realizada através da workstation o monitoramento da potência elétrica consumida pelo motor, vazão, a carga hidráulica, a velocidade de rotação da turbina, o torque mecânico e a potência produzida pela turbina Francis.

Especificações técnicas:

• Dimensões do equipamento, 1850mm x 750mm x 1300mm (LxPxH);
• Dimensões da workstation, 600mm x 825mm x 1500mm (LxPxH);
• Construção do equipamento tipo bancada;
• Reservatório de fluido em aço inox com capacidade de 320 litros;
• Tampa do reservatório em acrílico;
• Motobomba centrífuga com motor trifásico 220/380V com controle por inversor de frequência;
• Tubulação em aço inox com acabamento polido e conexões da tubulação por roscas ou flanges;
• Quadro de comando conforme NR 12;
• Componentes eletrônicos e sensores de padrão industrial;
• Unidade de controle com CLP, conversores de sinal e inversor de frequência com interface de comunicação padrão industrial com a workstation;
• Rotor da turbina Francis em aço inox;
• Pás diretrizes construídas em latão;
• Mecanismo de controle de abertura das pás diretrizes com manípulo;
• Freio mecânico com acionamento hidráulico e sensor de carga integrado;
• Sensor indutivo para determinação da rotação do eixo;
• Sensor de vazão do tipo eletromagnético;
• Sensor de pressão padrão industrial;
• Workstation com tela touch, teclado, mouse e software de controle e monitoramento com interface numérica e gráfica;
• Armazenamento de dados na workstation;
• Apresentação na tela na forma numérica e de gráficos dos valores relacionados a potência hidráulica, velocidade de rotação da turbina, torque gerado, potência mecânica gerada e rendimento;
• Manual de operação com procedimentos.