Questões de Engenharia Mecânica do ano 2012

Os rotores mostrados nas figuras a, b e c são utilizados nas turbinas do tipo Francis, Kaplan e Pelton, respectivamente.

Turbinas Pelton possuem uma curva de eficiência relativamente plana, com boa performance em diversas condições de operação, sendo particularmente adequadas para quedas d'água elevadas. O rotor é movimentado graças à ação de jatos de água produzidos por bocais tangenciais ao rotor. As velocidades de rotação são maiores ao serem comparadas com outros tipos de turbina, o que acarreta considerável erosão nas pás dos rotores.

As turbinas do tipo Francis são turbinas de reação que recebem a água sob pressão na direção radial e a descarregam em uma direção axial, havendo transformação de energia cinética e de pressão em trabalho. Essas turbinas têm grande campo de rotação específica e podem ser instaladas com eixo horizontal ou vertical, sendo esse último mais comum nas usinas de grande potência.

As turbinas Kaplan têm pás fixas ou móveis no rotor. No caso de pás móveis, é possível ajustar individualmente o ângulo de cada pá. Essas turbinas são comuns em quedas d'água elevadas e apresentam pouca flexibilidade de ação diante das variações de capacidade e das variações de velocidade e queda.

Uma bomba centrífuga de múltiplos estágios emprega mais de um rotor do tipo axial, o que resulta em elevadas vazões e alturas manométricas reduzidas.