Relatorio Termo

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- Base Teórica

Como base teoria, sabe-se que a quantidade conhecida do combustível que será testado é completamente queimada e o calor liberado é medido pelo aumento da temperatura da água para a qual o calor é transferido.

Na bomba calorimétrica, uma alta pressão de oxigênio é mantida, de forma a garantir que todo o combustível se queime.

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Equipamentos Necessários

- Calorímetro;

- bomba de aço inox;

- Amostra do combustível a ser analisado;

- Cadinho limpo para amostra;

- Fio de algodão ou parafina;

- Balança de precisão;

- Cilindro de oxigênio.[pic 2]

Figura 1 - Calorímetro C-2000.

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Procedimentos De Teste

- - Ligar o calorímetro em 220V;

- Ligar primeiro o nobreak;

- Ligar a célula de medição;

- Ligar o sistema de refrigeração;

- Ligar o Computador em 110V;

- Espera em torno de 180 segundos para dar inicio aos testes.

- - Tarar a balança com o cadinho, depois colocar o combustível no cadinho.

- - Pesar o combustível. O valor da massa devera estar entre 0,4 e 0,7g.

- - O fio de algodão ou parafina tem que estar em contato com o combustível a ser analisado.

- - Se o nível de água esta baixo do mínimo, colocar água destilada no sistema de refrigeração, com o aditivo de limpeza, fechando em seguida.

- - Abrir o cilindro e deixar o oxigênio puro numa pressão de 30 bares.

- - A Figura 1 mostra o calorímetro IKA-Works C2000.

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Montagem Experimental

A bomba é constituída por um vaso de pressão, de aço inoxidável, de 250 ml de volume. Coloca-se uma amostra de fluido (sólido ou líquido) em um cadinho de metal, cerâmico ou quartzo, que fica suspenso dentro da bomba.

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Um mecanismo de ignição elétrica é preparado para operar a queima de uma resistência (fio de algodão ou parafina) que provoca a combustão do combustível.

A bomba é colocada dentro do vaso calorimétrico, que fica protegido em um recipiente isolado. A substância que se deseja determinar o poder calorífico é completamente queimada em um vaso hermeticamente fechado. Esse vaso é envolvido por água cujo aumento de temperatura, provocado pela combustão da substância, serve para determinar o calor liberado durante o processo. A temperatura da água é medida por um termopar. Para melhorar a precisão da leitura, este aparelho é provido de um girador (sting) que executa um movimento sobre o termopar, evitando erros na medida. As variáveis do processo são mostradas em tempo real, através de um “display” que permite acompanhar o ensaio.

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Esquema Do Calorímetro[pic 3]

Figura 2 - Sistema interno do calorímetro

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Equações

Equação para cálculo do poder calorífico superior do combustível

[pic 4]

Onde:

PCS = Poder calorífico superior [J/g];

C = Capacidade de calor do calorímetro [J/K];

ΔT = Elevação da temperatura do sistema calorimétrico durante o experimento do processo de combustão [K];

Qz = Energia Externa da ignição elétrica, queima do fio de algodão [J]; m = Massa da amostra de combustível [g].

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Uma outra equação encontrada online é a seguinte:[pic 5]

Onde:

PCI é o Poder Calorífico Inferior [kj/kg]; PCS é o Poder Calorífico Superior [kj/kg];

H é o teor de hidrogênio no combustível [kJ/kg em base seca];

μ é o teor de umidade do combustível [kg de água/ kg de combustível seco];

E, de acordo com a página, essa equação é uma aproximação matemática para a relação entre PCI e PCS.

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Tabelas

Tabela (1) para os valores dos combustíveis testados em Laboratório:

Combustível

Poder Calorífico Superior (PCS) [kJ/kg]

Óleo de Fritura

38,125 MJ/kg = 38125 kJ/kg

Bagaço 1

16,342 MJ/kg = 16342 kJ/kg

Tabela (2) de Combustíveis Líquidos pesquisados:

Combustível

Poder Calorífico Superior (PCS) [kJ/kg]

Poder Calorífico Inferior (PCI) [kJ/kg]

Querosene

46 420 kJ/kg

43 406 kJ/kg

Diesel

45 832 kJ/kg

42 944 kJ/kg

Gasolina