ATOMIZADORES DE COMBUSTÍVEL GIRATÓRIOS

Em uma usina de a carvão ou nuclear, a eletricidade é gerada a partir do vapor à alta pressão produzida em uma caldeira que envia as turbinas a vapor para então produzir eletricidade. As turbinas a vapor operam em dois estágios: altas e baixas pressões. Elas são utilizadas em turbinas de aviões, e em geradores de turbina a gás. Um gerador de turbina a gás é semelhante a um motor a jato, exceto que em vez de fornecer empuxo, a turbomáquina foi criada para transferir o máximo de energia de combustível possível para o eixo giratório, que está conectado a um gerador elétrico.

Visualização da quebra do líquido pelos atomizadores de combustível giratórios

As turbinas a gás operam em altas taxas de rotação, aproximadamente 10000rpm, isso permite que os atomizadores giratórios centrífugos produzam spray de combustível líquido que é queimado no combustor. Mas claro que a formação das pequenas gotas de água depende não somente dos atomizadores, mas também das propriedades do fluido tais como, densidade e viscosidade. Na figura abaixo é possível observar a formação de um filme líquido de combustível nas paredes do atomizador devido a aceleração alta. O desempenho da atomização depende da aceleração, velocidade de escoamento transversal, densidade líquido-gás, as taxas de viscosidade e algumas constantes (número de Weber e o número de Ohnesorge).

 a) atomizador de combustível giratório e b) visualização detalhada do filme de combustível líquido ao longo das paredes do canal
Fonte: (ÇENGEL, 2012)

Essas constantes influenciam fortemente na atomização. Por exemplo o número de Weber dá relação que característica entre as forças aerodinâmicas que o gás exerce sobre o filme líquido e as forças de tensão de superfície que agem sobre a superfície do líquido, já o número de Ohnesorge dá a relação entre as forças viscosas do filme líquido e as forças de tensão de superfície que agem sobre o filme. Isso nos dá um indicativo dos três principais efeitos envolvidos no processo de atomização: inércia, difusão viscosa e tensão de superfície. Levando em consideração esses estudos, atomizadores de combustível giratórios são empregados no cotidiano de forma eficaz.

REFERÊNCIAS

ÇENGEL, Yunus A. Mecânica dos fluidos: Fundamentos e aplicações. Porto Alegre: AMGH Editora LTDA., 2012