ENTER NO CANTO SUPERIOR DIREITO DO MONITOR APARECER

ENTER NO CANTO SUPERIOR DIREITO DO MONITOR APARECERÁ A PALAVRA ENTER SEMPRE QUE A APRESENTAÇÃO NECESSITAR DESTA AÇÃO, CONFORME EXEMPLO. AO FINAL DA APRESENTAÇÃO DE UM SLIDE PODE SER NECES 1 SÁRIO CLICAR DUAS VEZES A TECLA ENTER, QUANDO INDICADO. .

MÁQUINAS DE FLUXO EEM ENGENHARIA MEC NICA Douglas Lauria. 2

MÁQUINAS DE FLUXO 1. ENERGIA 2. MÁQUINAS DE TRANSFORMAÇÃO DE ENERGIA s o l u t í p a C 3. CAVITAÇÃO 4. INSTALAÇÕES HIDRELÉTRICAS 5. INSTALAÇÕES TERMELÉTRICAS 6. SISTEMAS DE RECALQUE 7. FUNDAMENTOS DO ESCOAMENTO TRANSITÓRIO 3

MÁQUINAS DE FLUXO O AC OMPA NHA MEN TO D ESTA APRE SENT AÇÃO NÃO ELIMINA A NECESSIDADE DE ESTUDO. S O D A T A R T A L E N S A M E T S O D 4

COMO RESOLVER UM PROBLEMA 1. COMPREENSÃO DO PROBLEMA ENTER Dados o que se tem Incógnitas o que se quer Condicionantes o que limita a solução Problema compreendido + conhecimento específico + conhecimento geral Todos os dados foram utilizados? Todas as condicionantes foram aplicadas? O PLANO É CONFIÁVEL? 2. PLANO DE SOLUÇÃO Estabelecer conexão entre dados, incógnitas e condicionantes Análise passo a passo do plano Solução literal do problema 3. EXECUÇÃO Cada passo está correto? DO PLANO É possível justificar tal correção? Solução numérica (se pertinente) 3, 5 RESULTADOS FINAIS 5

COMO RESOLVER UM PROBLEMA 1. COMPREENSÃO DO PROBLEMA 3. EXECUÇÃO DO PLANO ENTER 2. PLANO DE SOLUÇÃO 3, 5. RESULTADOS FINAIS 4. ANÁLISE DA SOLUÇÃO Os resultados são coerentes? Os resultados são justificáveis? Você está convencido da solução proposta? CASO CONTRÁRIO É PERDA DE TEMPO 6

CAPÍTULO 1: ENERGIA ESCOLHA O Problema CLICANDO SOBRE O BOTÃO CORRESPONDENTE Problema 1. 9. 1 Problema 1. 9. 3 Problema 1. 9. 7 Problema 1. 9. 8 Problema 1. 9. 10 . 7

ENTER CAPÍTULO 1: ENERGIA ENTER 1. 9. 1. Discutir comparativamente, a partir de seus conhecimentos atuais, o intervalo de tempo para tempo necessário para início em de operação a partir da parada completa as usinas colocar hidrelétricas e termelétricas a gás e a óleo. 2. PLANO DE SOL. 1. COMPREENSÃO 1. 9. 1 dados: incógnitas: condicionantes: 1 conhecimentos: capítulo 1. e conceitos anteriores Analisar para a usina a partir dos conhecimentos atuais Forma de veículo para transferência de energia Forma de colocar a usina em operação Tempo para acionar o veículo de transferência de energia Associar o veículo de transferência de energia com formas conhecidas de colocá-lo em ação. . 8

1. 9. 1 Para o ENTER próximo problema ENTER 3. EXECUÇÃO DO PLANO a partir dos conhecimentos atuais Hidrelétricas Forma de veículo para transferência de energia Termelétricas água vapor gás Forma de Abrir sistema de Gerar vapor Iniciar colocar a usina controle para inicio a partir da combustão em operação de escoamento água fria do gás Associação com Cozimento Abertura de formas com panela uma torneira conhecidas de pressão Intervalo de longo tempo para iniciar curto a transfe-rência A solução e sua análise estão de energia contidas na execução do plano. Acender fogão a gás curto Retornar à seleção. 9

ENTER CAPÍTULO 1: ENERGIA ENTER 1. 9. 3. Pretende-se construir uma usina no Mato Grosso para gerar uma potência mínima de PMN= 1000 MW 1000 MW. . 1. analisar asalternativas duas alternativas possíveisedea geração hidráulica óleo de energia 1. 9. 3 2. PLANO DE SOL. 1. COMPREENSÃO elétrica, água e óleo e indicar vantagens e desvantagens. dados: incógnitas: condicionantes: 3 conhecimentos: capítulo 1. e conceitos anteriores Analisar para as usinas a partir dos conhecimentos atuais Analisar de forma Localização Acesso à energia Impactos comparada “todos” Investimentos os aspectos Operação Forma de energia Potência instalada Projeto das turbinas associados às duas formas de energia a serem transfor-. madas. 10

a partir dos 3. EXECUÇÃO conhecimentos atuais água 1. 9. 3 DO PLANO a partir dos conhecimentos atuais Definida pela natureza, Localização exige barragem Longas linhas de Acesso à transmissão energia Impactos Áreas inundadas, flora e fauna aquáticas Elevados durante a Investiconstrução mentos Forma de energia ENTER óleo Definida pelo concessionário Linhas de transmissão curtas Prospecção, transformação e resíduos Menores investimentos durante a construção Potência instalada Operação Renovável, gratuita e disponível no local Maior que a garantida, vazão varia no tempo Pode ser intermitente Perecível, a ser adquirida e transportada Mantida durante todo o período de operação Deve ser ininterrupta Máquinas Projeto específico Pré-fabricadas . 11

a partir dos 3. EXECUÇÃO DO PLANO conhecimentos atuais água tempo de construção 1. 9. 9 ENTER óleo Definida pela natureza, Definida pelo Localização exige barragem concessionário Longas linhas de Linhas de transmissão Acesso à transmissão curtas energia Impactos Áreas inundadas, flora Prospecção, transfore fauna aquáticas mação e resíduos Menores investimentos Elevados durante a Investidurante a construção mentos Forma de energia Potência instalada Operação Renovável, gratuita e disponível no local Maior que a garantida, vazão varia no tempo Pode ser intermitente Perecível, a ser adquirida e transportada Mantida durante todo o período de operação Deve ser ininterrupta Máquinas Projeto específico Pré-fabricadas . 12

a partir dos 3. EXECUÇÃO DO PLANO conhecimentos atuais água tempo de construção 1. 9. 9 óleo Definida pelo Localização Definida pela natureza, concessionário exige barragem Longas linhas de Linhas de transmissão Acesso à transmissão curtas energia Impactos Áreas inundadas, flora Prospecção, transfore fauna aquáticas mação e resíduos Menores investimentos Elevados durante a Investidurante a construção mentos Forma de energia Potência instalada Operação Renovável, gratuita e disponível no local Maior que a garantida, vazão varia no tempo Pode ser intermitente Perecível, a ser adquirida e transportada Mantida durante todo o período de operação Deve ser ininterrupta Máquinas Projeto específico Pré-fabricadas 13

a partir dos 3. EXECUÇÃO DO PLANO conhecimentos atuais água tempo de construção 1. 9. 9 Para o ENTER próximo problema ENTER óleo Definida pelo Localização Definida pela natureza, concessionário exige barragem Longas linhas de Linhas de transmissão Acesso à transmissão curtas energia A opção por termelétrica a óleo é mais rápida para Forma de Renovável, gratuita e Perecível, a ser adconstrução e início de operação do que a hidrelétrica em energia disponível no local e transportada todos os tópicos considerados quirida nesta análise. O tempo médio de construção de uma usina hidrelétrica de grande porte (8 a 10 anos) é cerca de quatro a cinco vezes o tempo de construção de uma termelétrica equivalente. Projeto específico Pré-fabricadas. Retornar. à Máquinas A solução e sua análise estão contidas na execução do plano. 14 seleção

ENTER. CAPÍTULO 1: ENERGIA ENTER. 1. Ao se executar uma barragem cria-se um desnível entre dois reservatórios e, com isso, pode-se H aproveitar a energia potencial reservatório hidráulica das partículas fluidas do rio reservatório superior. 1. Em quais condições, ao escoar por uma turbina, uma partícula fluida disponibiliza a forma de energia chamada de primária ? 1. 9. 7 1. COMPREENSÃO 7 dados: usina hidrelétrica; partícula fluida incógnitas: quando a partícula fluida fornece energia condicionantes: energia primária conhecimentos: capítulo 1. e conceitos anteriores Quando o nível de energia da partícula foi obtido de forma natural, sem interferência humana. 15

1. 9. 7 CAPÍTULO 1: ENERGIA 1. 9. 7. Ao se executar uma barragem criase um desnível entre dois reservatórios e, com isso, pode-se aproveitar a energia potencial hidráulica das partículas fluidas do reservatório superior. ENTER H reservatório 1. COMPREENSÃO Considerar uma partícula fluida que haja fornecido energia primária na instalação em questão. . 2. O que seria necessário para que a partícula voltasse a fornecer energia à mesma instalação ? dados: usina hidrelétrica; partícula fluida incógnitas: partícula deve voltar a fornecer energia condicionantes: à mesma usina conhecimentos: capítulo 1. e conceitos anteriores A partícula deveria retornar ao reservatório superior. 16

1. 9. 7 CAPÍTULO 1: ENERGIA ENTER 1. 9. 7. Ao se executar uma barragem criase um desnível entre dois reservatórios e, H com isso, pode-se aproveitar a energia potencial hidráulica das partículas fluidas do reservatório superior. . 2. O que seria necessário para que a partícula voltasse a fornecer energia à mesma instalação ? 1. COMPREENSÃO . 3. Como isso seria conseguido? dados: usina hidrelétrica; partícula fluida partícula deve voltar a fornecer incógnitas: energia à mesma usina condicionantes: como viabilizar conhecimentos: capítulo 1. e conceitos anteriores a. Por bombeamento do reservatório inferior para o superior. b. Pelo ciclo natural da água; evaporação do reservatório inferior e chuva no reservatório superior. 17

1. 9. 7 CAPÍTULO 1: ENERGIA 1. 9. 7. Ao se executar uma barragem criase um desnível entre dois reservatórios e, com isso, pode-se aproveitar a energia potencial hidráulica das partículas fluidas do reservatório superior. . 3. Como isso seria conseguido? 1. COMPREENSÃO . 4. Como seria chamada a forma partícula neste segundo ciclo? ENTER H reservatório de energia fornecida pela Por que? dados: usina hidrelétrica; partícula fluida Qual a forma de energia incógnitas: fornecida no segundo ciclo? condicionantes: Partícula voltou a fornecer energia à usina conhecimentos: capítulo 1. e conceitos anteriores a. Por bombeamento: secundária b. Pelo ciclo natural da água: primária 18

1. 9. 7 CAPÍTULO 1: ENERGIA 1. 9. 7. Ao se executar uma barragem criase um desnível entre dois reservatórios e, com isso, pode-se aproveitar a energia potencial hidráulica das partículas fluidas do reservatório superior. Para o próximo problema ENTER H reservatório . 5. “Tendo sido aproveitada inúmeras vezes para 1. COMPREENSÃO geração de energia, conclui-se que a partícula fluida em foco possuiu energia quase infinita”. dados: usina hidrelétrica; partícula fluida Analisar se a partícula possui energia incógnitas: quase infinita. condicionantes: Partícula possui energia quase infinita. conhecimentos: capítulo 1. e conceitos anteriores Absurdo, pois a partícula recebe e transfere energia ao longo dos ciclos. Ela não transfere o que tem, porém o que Retornar à 19 seleção recebe.

ENTER CAPÍTULO 1: ENERGIA ENTER 1. 9. 8. Para justificar a construção de usinas nucleares em determinados países, foi usado o seguinte argumento: “Nosso grande problema é a demanda de ponta, naqueles horários em que o consumo de eletricidade se acentua. As usinas nucleares são ideais para tal aplicação. ” Analisar criticamente a afirmação: 1. 9. 8 8 . 1. Sob o aspecto técnico, a partir da forma de operação de tais usinas. . 2. Comparando tecnicamente esta solução com outras formas de geração de eletricidade. . 3. Propondo alternativas hidrelétricas para o horário de pico e expondo o seu modo de operação. . 20

1. 9. 8 CAPÍTULO 1: ENERGIA ENTER 2. PLANO DE SOL. 1. COMPREENSÃO 1. 9. 8. Para justificar a construção de usinas nucleares em determinados países, foi usado o seguinte argumento: “Nosso grande problema é a demanda de ponta, naqueles horários em que o consumo de eletricidade se acentua. As usinas nucleares são ideais para tal aplicação. ” Analisar criticamente a afirmação: dados: argumento incógnitas: análises: técnica, comparativa, alternativa condicionantes: justificar construção de usinas nucleares conhecimentos: capítulo 1. e conceitos anteriores Analisar para as usinas a partir dos conhecimentos atuais Forma de operação de termelétricas nucleares Significado de horário de ponta Outras formas de geração de energia Operação de hidrelétricas 21

3. EXECUÇÃO DO PLANO a partir dos conhecimentos atuais a. Usinas nucleares 1. 9. 8 ENTER Usinas nucleares são usinas térmicas que operam a partir da geração de vapor obtida pelo calor gerado devido à fissão de átomos de um elemento químico específico. Usinas térmicas demandam tempo elevado para entrar em operação a partir de sua parada. b. Operação em ponta Usinas de operação em ponta tempo para suprir a demanda operam durante pequenos elevada em determinados intervalos de horários do dia . 1. Analisar. . . sob o aspecto técnico, a partir da forma de operação de tais usinas. A partir de a. e b. : Não há sentido em se usar termelétricas para cobrir horário de ponta. c. Outras formas de geração Hidrelétricas e usinas a gás iniciam operação em intervalos máximos de tempo de cerca de 10 minutos contra até 5 horas de térmicas a vapor. . 1. Analisar. . . Comparando com outras formas de geração elétrica. A partir de c. : Há melhores alternativas para geração em ponta. 22.

1. 9. 8 3. EXECUÇÃO DO PLANO a partir dos conhecimentos atuais ENTER . 3. Analisar. . . propondo alternativas hidrelétricas para o horário de pico e expondo o seu modo de operação. De base: operação durante 24 horas por dia, alimentada por reservatório suficiente para tanto, mas que pode ser operada de forma intermitente. De ponta: operação apenas durante os horários de demanda máxima, ficando parada fora destes horários. É alimentada por reservatório com capacidade para operação durante reduzidos intervalos de tempo e por isso necessita retornar por bombeamento parte ou a totalidade da água do reservatório inferior para o superior. Retornar à seleção 23.

CAPÍTULO 1: ENERGIA 1. 9. 9 ENTER 2. PLANO DE SOL. 1. COMPREENSÃO 1. 9. 9. Discutir, a partir de seus conhecimentos atuais, o número de máquinas a serem instaladas numa determinada usina hidrelétrica e que pode variar entre uma e cinco. dados: incógnitas: condicionantes: 9 conhecimentos: capítulo 1. e conceitos anteriores Analisar para as usinas a partir dos conhecimentos atuais Objetivo e confiabilidade Potência instalada Fabricação e montagem de componentes passíveis de manutenção Receitas envolvidas Associar o significado da usina e as conseqüências de paradas para. manutenção. 24

1. 9. 9 3. EXECUÇÃO DO PLANO ENTER Objetivo da usina a partir dos conhecimentos atuais Transformar energia hidráulica em energia elétrica para fornecimento a comunidades. Confiabilidade da usina Elevada devido à dependência social da energia elétrica Potência instalada da usina Independe do número de máquinas e sim das condições de vazão e carga do sítio Manutenção da usina Inevitável pois trata-se de um conjunto de equipamentos que sofrem desgaste e estão sujeitos a quebras e panes Receita da usina Dependente do fornecimento de energia elétrica 25.

1. 9. 9 3. EXECUÇÃO DO PLANO ENTER Análise técnica comparada do número extremo de máquinas Uma máquina Cinco máquinas Torna-se desnecessária a análise de um número de máquinas intermediário entre um e cinco. As vantagens e desvantagens dos números extremos de máquinas são atenuadas ou potencializadas quanto mais o número de máquinas se aproxima de um daqueles extremos. a partir dos conhecimentos atuais 26.

1. 9. 9 3. EXECUÇÃO DO PLANO ENTER Análise técnica comparada do número extremo de máquinas Uma máquina Cinco máquinas Máquina maior desnecessária se única Torna-se a Máquinas análise demenores um número de Menores custos globais e e máquinas intermediário entre um e. Maiores cinco. custos As vantagens facilidades de dos fabricação, facilidades de fabricação, desvantagens números extremos de máquinas são transporte e montagem (1 x) transporte e montagem (5 x) atenuadas ou potencializadas quanto mais o número de Menores custos de Maiores custos de máquinas se aproxima de um daqueles extremos. manutenção (1 x) manutenção (5 x) Receita nula durante parada Receita parcialmente de máquina reduzida durante parada de a partir dos conhecimentos atuais máquina (1/5 a 4/5) Usina deixa de operar Apenas parte da usina deixa durante manutenção de operar durante manutenção Fornecimento de energia é a partir atuais reduzido a zerodos conhecimentos reduzido parcialmente 27.

1. 9. 9 3, 5 RESULTADOS FINAIS ENTER Fatores influentes na decisão + + - - + Receitas - Custos + Manutenção - Montagem + Fabricação - Técnico-econômicos a partir dos conhecimentos atuais Uma máquina Cinco máquinas Melhor alternativa técnico-econômica UMA MÁQUINA Sociais Elevada dependência social da energia elétrica Não é aceitável a parada completa de uma usina hidrelétrica devido aos problemas gerados pela 28 elétrica. a falta partir de dos energia conhecimentos atuais.

1. 9. 9 Decisão 4. ANÁLISE DOS RESULTADOS ENTER Final da apresentação ENTER a partir dos conhecimentos atuais A opção de uma única máquina é inconveniente, pois perde-se toda a capacidade de fornecimento de energia da usina quando de paradas, programadas ou não. A opção por um maior número de máquinas, 2 z 5, irá depender, entre outros, de aspectos operacionais da usina e de sua importância para a rede à qual está interligada. A opção de uma única máquina torna-se possível quando a contribuição da usina é pouco significativa para a rede por ela alimentada. Ex. UHE Henry Borden (Cubatão), hoje. Retornar à 29. seleção

ENTER D O MÁQUINAS DE FLUXO ENTER A O BR IG : 1 C a i g r e n E 30.