Orientadores: Hans Ingo Weber, Marcio Tadeu de Almeida

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas

Resumo: No Brasil grande parte das Usinas Hidrelétrica utiliza Turbinas Francis, onde existe uma grande quantidade de fenômenos vibratórios que trazem sérios problemas estruturais. As vibrações tornam-se problemáticas quando as mesmas operam em carga parcial, e o fenômeno, aqui denominado de...

Resumo: No Brasil grande parte das Usinas Hidrelétrica utiliza Turbinas Francis, onde existe uma grande quantidade de fenômenos vibratórios que trazem sérios problemas estruturais. As vibrações tornam-se problemáticas quando as mesmas operam em carga parcial, e o fenômeno, aqui denominado de "Vórtice de Núcleo", se destaca excitando as estruturas em baixa freqüência. Este problema tornou-se mais crítico a partir da época em que se começou a utilização de Turbinas Francis da nova geração, denominadas Turbinas Francis Rápidas. Objetivando estudar o fenômeno na sua forma de excitação, na faixa de operação em que o mesmo atua com maior intensidade e, se possível, fornecer subsídios para o projeto destas máquinas hidráulicas, o fenômeno foi modelado e testa do em um banco experimental de ensaio com um modelo reduzido, onde se pode verificar a sua validade.

Abstract:The most of Hydroelectric Power Plants, in Brazil, use Francis Turbines, where a lot of vibrating phenomenon's result in serious structural problems.The vibrations cause so much trouble, mainly, when the turbines operate under part loads and the phenomenon, here named the "Vortex Core",...

Abstract:The most of Hydroelectric Power Plants, in Brazil, use Francis Turbines, where a lot of vibrating phenomenon's result in serious structural problems.The vibrations cause so much trouble, mainly, when the turbines operate under part loads and the phenomenon, here named the "Vortex Core", appears excitating the structures at low frequencies. The problem caused by the vibrations became more critical since the first use of the new generation Francis Turbines called Fast Francis Turbine. With the purpose of studying the excitation provoked by Vortex Core phenomenon, in the operation Range where it drives the turbine with its highest intensity, and if possible, to give more information for the design of these hydraulic machines, the phenomenon was modeled and tested in an experimental set up using a small turbine where the validity of the mathematical model was checked.