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Estágio Curtis na turbina a vapor

Um estágio Curtis de turbina a vapor é definido como uma roda com dupla fileira de palhetas separadas por uma placa de palhetas fixas redirecionadora de vapor

Os estágios de velocidade comuns e em uso nas turbinas a vapor até hoje ainda são esses estágios, o estágio Curtis ou o estágio Rateau, cujo nome remete aos seus inventores.

 

Parsons, Curtis, Rateau e Zoelly tinham o mesmo objetivo, utilizar a energia do vapor em alta temperatura e pressão sem a desvantagem de uma velocidade de rotação muito elevada

O estágio Curtis combina os princípios das turbinas Parsons e da turbina De Laval, ou seja, uma velocidade inicial comparativamente alta é dada ao vapor por meio da expansão em um bico expansor ou conjunto de bocais paralelos como nas turbinas De Laval.

O estágio Curtis foi projetado para ser um estágio de máxima potência nas turbinas a vapor

Características do estágio Curtis em turbinas a vapor

A roda Curtis foi projetada para ser de máxima potência, extraindo uma grande quantidade de energia do vapor.  

 

Em um estágio de velocidade (Curtis), é possível aproveitar um grande salto de entalpia, embora com algum prejuízo de eficiência. O estágio Curtis tem duas aplicações  características:

Portanto, é vantajoso para o projeto de uma máquina termodinâmica, como uma turbina a vapor  que o vapor logo no primeiro estágio sofra uma grande queda de entalpia. 

 

Isso tem a vantagem de permitir uma maior queda de pressão em cada estágio e, consequentemente, menos estágios são necessários, resultando em uma turbina menor, mais curta para uma determinada queda de pressão. 

Projeto roda Curtis turbina a vapor -
Projeto de roda Curtis turbina a vapor
Turbina a vapor de simples estágio, tipo curtis sem a tampa superior
Turbina a vapor de simples estágio tipo Curtis
Funcionamento de um estágio Curtis em turbinas a vapor

Quando o vapor principal entra na turbina a vapor com alta temperatura e pressão, ele passa primeiro pelo bloco ou expansor, a velocidade do vapor  aumenta e diminui a pressão à medida que o vapor passa por esses expansores.

 

Em uma turbina de ação, a única vez que ocorre uma queda de pressão é quando o vapor passa através do bico expansor. Depois que o vapor passa pelos expansores, ele passa pela primeira fileira de palhetas móveis que estão em movimento.

Roda de turbina a vapor tipo Curtis
Roda de turbina a vapor tipo Curtis com uma placa redirecionadora de vapor no meio
Estágio tipo Curtis turbina a vapor
Detalhes da pressão e velocidade do vapor no estágio Curtis

Nessa primeira fileira o trabalho mecânico é extraído do vapor, causando a queda da velocidade.

 

Depois de passar por essa primeira fileira de roda, o vapor passa pelas palhetas fixas. O único objetivo das palhetas fixas é redirecionar o vapor da primeira fileira de roda para a segunda fileira de palhetas.  

Nas turbinas de ação, as placas de palhetas fixas não afetam a pressão ou a velocidade do vapor que passa por elas

Aplicação estágio Curtis em turbinas a vapor

O estágio Curtis é muito usado em primeiro estágio de turbinas a vapor de grande potência, que normalmente recebem vapor de alta pressão e temperatura. 

 

 

Conclusão: o emprego do estágio Curtis ocasiona grande perda de pressão e de temperatura do vapor permitindo o uso de materiais mais leves e baratos nos estágios sequenciais de uma turbina, como os estágios Rateau, assim como turbinas mais curtas ou menores.

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