Bancada Didática Turbina a gás de fluxo axial controlada por computador Edibon TGFAC

O principal elemento da unidade "TGFAC" é a turbina a gás, que consiste em:

 - Compressor axial, fornecido pelo ar atmosférico que será comprimido posteriormente.

- Câmara de combustão anular, onde é adicionado combustível ao ar comprimido e essa mistura é queimada. Os gases de combustão aumentam sua temperatura e velocidade.

- Turbina axial de expansão. Os gases de combustão obtidos fluem para a turbina axial, onde transferem parte de sua energia para as palhetas. Como o compressor e a turbina são acoplados no mesmo eixo, quando o sistema é auto-sustentado, parte da energia dos gases de combustão é usada para mover o compressor. Tanto a turbina quanto o compressor são constituídos por discos com palhetas que giram (rotor) e estacionárias (estator). A diferença é que o compressor transforma a energia cinética em pressão, enquanto a turbina realiza o trabalho oposto. O gás se expande ao ser expulso, sua temperatura cai e é acelerada. É expandido até a pressão ambiental na saída do bico e atinge grande velocidade, gerando o impulso.

A turbina a gás funciona como um processo de ciclo aberto, o ar é retirado do meio ambiente e expelido para o meio ambiente.

Além disso, a unidade inclui uma série de instalações adicionais:

- Sistema de partida: é totalmente automático; isso é feito com o auxílio de um motor de partida elétrico que, acoplado ao eixo do compressor, gera a rotação do eixo. Existe uma vela de ignição para a ignição.

- Sistema de suprimento de combustível: o combustível (querosene / parafina) passa por um filtro e é fornecido por uma bomba à câmara de combustão.

- Lubrificação da turbina: é realizada com o óleo misturado com o combustível (na proporção de 5% de óleo especial da turbina).

A unidade “TGFAC” inclui os sensores necessários para medir todos os parâmetros importantes do processo: pressão, temperatura, fluxo de ar e fluxo de combustível, velocidade e força (mesa móvel com sensor de força para medir o impulso).

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 os parâmetros envolvidos no processo.

POSSIBILIDADES PRÁTICAS:

1.- Estudo de uma turbina a gás.

2.- Função e operação de uma turbina a gás como motor a jato.

3.- Determinação do consumo de combustível.

4.- Determinação da proporção de ar e combustível.

5.- Registro dos parâmetros relevantes da turbina.

6.- Determinação da eficiência do compressor.

7.- Determinação do impulso da turbina.

8.- Determinação da eficiência da turbina a gás.

9.- Determinação das curvas características da turbina a gás.

10.-Determinação da taxa de compressão do compressor em diferentes regimes de empuxo.

11.-Determinação do consumo específico de turbinas a gás.

12.-Estudo dos sistemas de segurança na operação de uma turbina a gás.

Possibilidades práticas adicionais:

13.-Calibração dos sensores.

Outras possibilidades a serem feitas com esta unidade:

14.-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.

15.-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.

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

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

18.-Esta unidade pode ser usada para fazer pesquisas aplicadas.

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

20.-Controle do processo da unidade TGFAC através da caixa de interface de controle sem o computador.

21.-Visualização de todos os valores dos sensores utilizados no processo da unidade TGFAC.

- Vários outros exercícios podem ser feitos e projetados pelo usuário.

ESPECIFICAÇÕES:

TGFAC. 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.

Axial flow gas turbine (reaction turbine) with a thrust of 180 N at 110000

rpm. It consists of:

 Axial compressor.

 Combustion chamber.

 Expansion axial turbine.

Computer controlled jet engine of the turbine with speed regulation.

Quick response of the unit to speed changes.

Computer controlled starting system. It consists of:

 Electric motor.

 Spark plug for the ignition.

Computer controlled fuel supply system (kerosene with 5% approx. of jet

oil, not included). It consists of:

 Fuel pump.

 Fuel tank of 5 l.

Intake gases manifold and exhaust gases pipe, 150 mm long, with

sensors to measure flows, temperatures and pressures of the gases.

Instrumentation:

Five K type temperature sensors located in different stages of the

process to measure:

 Inlet air temperature.

 Inlet air temperature in the compressor.

 Fuselage temperature.

 Combustion chamber temperature.

 Exhaust gases temperature.

Speed sensor to measure the speed (rpm) of the shaft of the turbine, range: 0 – 120000 rpm.

 Force sensor to measure the thrust of the turbine, range: 0 – 300 N.

 Three pressure sensors to measure:

 Pressure in the intake gases.

 Pressure in the compressor.

 Pressure in the combustion chamber.

 Three flow sensors to measure:

 Inlet air flow.

 Exhaust gases flow (Pitot with two pressure sensors).

 Fuel flow.

 Local control of the turbine through an electronic box installed in the unit, which includes:

 Switch to start and stop the turbine.

 Potentiometer to accelerate or decelerate the turbine.

 Display to show the speed of the turbine.

 The unit includes all the required safety measures for a safe operation:

Transparent safety screens for a safe operation and observation of the practical exercises.

 Two emergency stop buttons:

 One located in the unit, which stops it immediately.

 A remote one, located close to the computer.

 An individual hearing protector.