Em latim é onde podemos encontrar a origem etimológica da palavra turbina de que estamos tratando agora, especificamente, ela deriva do termo latino “turbo”, que pode ser traduzido como “redemoinho”.
Deve-se dizer também que a primeira vez que a palavra foi usada foi no início do século XIX. E é que o cientista francês Benoit Fourneyron a criou em 1827 para definir a turbina prática que ele moldou. Essa foi uma das muitas invenções que, ao longo de sua vida, realizou, que é considerado o pai da turbina hidráulica.
Uma turbina é uma máquina composta por uma roda com várias pás. Ao receber um líquido continuamente em sua parte central, a turbina o expele em direção a sua circunferência e consegue aproveitar sua energia para gerar uma força motriz.
O que uma turbina faz, portanto, é aproveitar a pressão de um líquido para fazer uma roda com hélices girar e produzir um movimento. Pode-se dizer, portanto, que a turbina é um motor que produz energia mecânica.
As hélices ou pás da roda estão localizadas em sua circunferência. O líquido que entra na turbina, portanto, gera a força do tipo tangencial que dá movimento à roda, fazendo-a girar. Um eixo finalmente lida com a transferência da referida energia mecânica para outra máquina ou dispositivo.
É possível distinguir entre uma grande variedade de turbinas de acordo com sua operação. Uma turbina eólica, por exemplo, é aquela que aproveita a energia cinética encontrada no vento para obter energia mecânica. As turbinas eólicas eram comuns em moinhos.
A turbina hidráulica, por outro lado, funciona com a energia que está presente em um fluido. Graças ao eixo que está ligado à roda, esse tipo de turbina pode oferecer a energia necessária para movimentar uma máquina ou para produzir energia elétrica por meio de um gerador. As usinas hidrelétricas, de fato, usam turbinas dessa classe.
Não podemos ignorar a existência do que é conhecido como turbina Kaplan. É um tipo de turbina hidráulica que baseia seu funcionamento em um rotor que desempenha a mesma função e de maneira semelhante à hélice de um barco. Se assim o chama, é uma homenagem ao seu inventor, o engenheiro austríaco Víktor Kaplan (1876 - 1934).
Aquele patenteou este dispositivo e embora, a princípio, se tenha considerado que ele não poderia ser fabricado ou ter o resultado esperado, finalmente conseguiu. Assim, passou a ser utilizado tanto em fábricas têxteis quanto em usinas de energia.
Por outro lado, encontramos também a chamada turbina Francis, que é reação e fluxo misto. Foi criado por James B. Francis, é hidráulico e atualmente onde é mais utilizado é em hidrelétricas, por ser altamente eficiente.
Dentro da classificação anterior mencionada, estão as turbinas:
* ação: o fluido não muda sua pressão em nenhum momento durante sua passagem pelo rotor, mas diminui desde o valor que tem ao entrar na turbina até atingir a pressão atmosférica no anel guia. Distingue-se principalmente por não possuir tubo de sucção. Uma das classes mais eficientes é a turbina Pelton, que possui fluxo tangencial e baixo número de rotações, geralmente menor ou igual a 30;
* reação: a pressão de seu fluido muda consideravelmente ao passar pelo rotor, pois ao entrar no rotor seu valor é superior ao da pressão atmosférica e ao sair apresenta uma depressão significativa. Entre suas principais características pode-se dizer que possui um tubo de sucção que conecta a área de descarga do fluido com a saída do rotor. Dependendo da configuração de suas lâminas (cada uma de suas lâminas curvas para a qual o impulso do fluido é direcionado), pode-se falar de uma turbina com lâminas fixas e lâminas direcionáveis (ambas podem ter fluxo diagonal ou axial).Por outro lado, está a turbina térmica, que se caracteriza pela significativa mudança de densidade que sofre seu fluido de trabalho ao passar pela máquina. À primeira vista é possível distinguir dois grupos, dadas as principais características do seu design:
* a turbina a gás, que utiliza um gás como fluido para obter a energia necessária ao seu funcionamento, e que não apresenta mudança de fase do fluido ao passar pelo rotor;
* a turbina a vapor, na qual o fluido de trabalho pode sofrer mudanças de fase ao passar pelo rotor. Dois dos tipos mais comuns são as turbinas a vapor e as turbinas de mercúrio.
Outros subgrupos que podem ser reconhecidos em turbinas térmicas são:
* Turbina em ação: a transferência de energia só ocorre quando a velocidade do fluido muda e o salto de entalpia (de magnitude termodinâmica que equivale a somar sua energia interna ao produto do volume e da pressão externa) ocorre apenas no estator (o parte fixa dentro da qual o rotor gira);
* turbina a jato: o salto de entalpia ocorre no estator e no impulsor, ou apenas no rotor.