Bancada Didática de turbina a vapor controlada por computador Edibon TTVC

A turbina a vapor controlada por computador, “TTVC”, consiste em uma turbina a vapor de impulso de estágio único. Inclui um injetor, um freio, um condensador resfriado a água, mecanismos de segurança e todos os controles e instrumentação necessários.

O vapor passa por duas válvulas solenóides controladas e montadas em computador antes de entrar no injetor. O vapor passa pelo injetor com um ângulo de incidência de 20 º em direção às pás da turbina, gerando trabalho sobre elas e fazendo a turbina girar. De acordo com a energia a vapor, haverá mais ou menos energia na turbina.

Depois de passar pela turbina, o vapor se expande e é coletado no condensador. O vapor é condensado por uma bobina através da qual a água fria circula.

A turbina é carregada usando um freio, que gira junto ao eixo da turbina, para medir o torque. O freio corre contra uma correia, que é tensionada por um parafuso manual para variar o torque. Há uma válvula solenóide na saída do condensador. Quando esta válvula é fechada, ela permite, juntamente com um sensor de nível, condensar um volume conhecido em um momento específico. Assim, o fluxo de vapor é determinado. Pressões, temperaturas, fluxo de água de refrigeração e velocidade do eixo da turbina são medidas usando sensores, a força do freio é medida por um sensor de força (célula de carga) e o fluxo de vapor.

A instrumentação permite que o torque do freio seja medido, juntamente com a potência mecânica, fluxo de massa de vapor e consumo de vapor da unidade.

A unidade está equipada com dispositivos de segurança: um pressostato e uma válvula de segurança para as telas de proteção do condensador e PMMA. É necessário um gerador de vapor para trabalhar com a unidade TTVC. Deve ter uma produção de vapor de 8 kg / h a pressões mínimas de 6 bar. A EDIBON pode oferecer seu Gerador de Vapor (TGV-6KWA), adequado para trabalhar com esta unidade.

Esta Unidade Controlada por Computador é fornecida com o Sistema de Controle de Computador EDIBON (SCADA) e inclui: A própria unidade + uma Caixa de Interface de Controle + uma Placa de Aquisição de Dados + Pacotes de Software de Controle de Computador, Aquisição de Dados e Gerenciamento de Dados, para controlar o processo e todos parâmetros envolvidos no processo.

POSSIBILIDADES PRÁTICAS:

1.- Identificação e familiarização com todos os componentes da unidade.

2.- Estudo e familiarização com turbinas.

3.- Cálculo de vazão.

4.- Determinação do torque de torção, potência e consumo específico de vapor ao operar com pressão de entrada constante, mas pressões de saída variáveis.

5.- Determinação do torque de torção, potência e consumo específico de vapor ao operar a pressão de saída constante, mas com pressões de entrada variáveis.

6.- Determinação das perdas por atrito na turbina.

7.- Determinação da eficiência da turbina.

8.- Determinação da relação calor-potência em várias pressões de saída. Possibilidades práticas adicionais a serem feitas pelo cliente final:

9.- Calibração dos sensores.

10.-Estudo das curvas de operação das turbinas.

11.-Estudo do Ciclo de Rankine.

12.-Representação da evolução temporal da velocidade angular.

13.-Determinação da desaceleração angular.

14.-Representação da desaceleração angular, torque de atrito e potência de atrito versus velocidade angular.

15.-Representação do torque de torção, potência do eixo e consumo de vapor versus velocidade angular (para diferentes pressões de saída).

16.-Representação do fluxo de massa versus pressão do condensador (para diferentes pressões de saída).

17.-Representação do torque de torção, potência do eixo e consumo de vapor versus velocidade angular (para diferentes pressões de entrada).

18.-Representação do fluxo de massa versus pressão do condensador (para diferentes pressões de entrada).

19.-Determinação da eficiência isentrópica.

20.-Determinação da eficiência térmica.

Outras possibilidades a serem feitas com esta unidade:

21.-Muitos estudantes visualizam resultados simultaneamente. Visualizar todos os resultados em tempo real na sala de aula por meio de um projetor ou um quadro branco eletrônico.

22.-Open Control, Multicontrol e Real Time Control. Esta unidade permite intrinsecamente e / ou extrinsecamente alterar o alcance, ganhos; parâmetros proporcionais, integrais, derivativos; etc, em tempo real.

23.-O Sistema de Controle de Computador com SCADA permite uma simulação industrial real.

24.-Esta unidade é totalmente segura, pois utiliza dispositivos de segurança mecânicos, elétricos / eletrônicos e de software.

25.-Esta unidade pode ser usada para realizar pesquisas aplicadas.

26.-Esta unidade pode ser usada para ministrar cursos de treinamento para indústrias, mesmo para outras instituições de ensino técnico.

27.-Controle do processo da unidade TTVC através da caixa da interface de controle sem o computador.

28.-Visualização de todos os valores dos sensores utilizados no processo da unidade TTVC.

ESPECIFICAÇÕES:

TTVC. Unit:

Bench-top unit.

Anodized aluminum frame and panels made of painted

steel.

Main metallic elements made of stainless steel.

Diagram in the front panel with distribution of the elements

similar to the real one.

The unit includes:

 Steam turbine:

 Single stage axial flow impulse steam turbine

mounted on a vertical shaft.

 Diameter: 82 mm.

 Angle of incidence of the injector: 20 º.

 Number of blades: 30.

 Max. speed: 20000 r.p.m.

 Max. power: 15 W.

 Brake:

 Friction by means of a belt.

 Effective radius: 25 mm.

 Condenser:

 Vertical glass chamber.

 Includes a coil through which the cold water circulates.

 Two computer controlled solenoid valves, situated in

the steam inlet line and mounted in series for system

security.

 Computer controlled solenoid valve to evacuate the condensed steam in the condenser.

 Three regulation valves to regulate the steam inlet, the condensed outlet and the refrigeration water.

 Instrumentation:

 Two pressure sensors: one sensor situated in the steam inlet line, range: 0 – 10 bar and other

sensor situated in the upper side of the condenser, range: -1 – 1.6 bar.

 Force sensor (load cell) to measure the force of the brake, range: 0 – 20 N.

 Speed sensor to measure the speed of the turbine shaft, range: 0 – 20000 rpm.

 Flow sensor to measure the refrigeration water flow, range: 0.25 – 6.5 l/min.

 Level sensor to measure the condensed steam volume in the condenser.

 Five “J” type temperature sensors. They are situated in the steam inlet line, in the upper and lower

side of the condenser and in the condensation water inlet and outlet lines.

 The instrumentation allows to measure the braking torque, turbine power, steam mass flow and

specific heat (kg required to obtain a kW).

 The unit is equipped with safety devices: a pressure switch, a safety valve for the condenser and

PMMA protection screens.