CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA

UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TECNOLOGIA

CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA

 

 

 

 

 

 

 

           

Máquinas Térmicas

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CAXIAS DO SUL, 05 DE NOVEMBRO DE 2015

ADRIAN CASTILHOS LOPES

HERITON JUNIOR ALBUQUERQUE

JAMIR FANTIN

RODRIGO DIOGO VERGANI

 

 

 

 

 

 

MÁQUINAS TÉRMICAS

 

 

 

 

Relatório apresentado como requisito parcial a conclusão da disciplina de Máquinas térmicas do curso de Engenharia Mecânica da Universidade de Caxias do sul.

Docente:

Prof. Eng. Carlos Roberto Altafini

 

 

 

 

 

CAXIAS DO SUL, 05 DE NOVEMBRO DE 2015

 

 

 

1.          INTRODUÇÃO

Com os avanços tecnológicos recentes a demanda por energia vem aumentando significamente, de  acordo com o 2° Anuário Brasileiro das Indústrias de Biomassa e Energias Renováveis estima-se que o consumo de energia elétrica aumente 50% até 2030.

Devido a grande oferta de combustíveis fosseis e a despreocupação com a questão ambiental, os estudos sobre as energias renováveis ficaram em segundo plano até o inicio do século XXI, recentemente o uso de combustíveis renováveis para a produção de energia térmica, assim como sustentabilidade em geral, é um assunto bastante discutido. O uso do Carvão Vegetal pela humanidade é conhecido há muito tempo, o mesmo é obtido através da queima de madeira das florestas naturais ou florestas artificiais (plantadas). Já na antiguidade, os homens faziam uso da substância para diversos fins. Os egípcios, por exemplo, utilizavam o Carvão Vegetal para purificação de óleos e também como recurso medicinal. Ao longo dos séculos e milênios o uso da substância foi se intensificando e a evolução da tecnologia revelou outras possibilidades de aplicação para o Carvão Vegetal. Os dados mais recentes indicam que 78% da matéria-prima usada na obtenção de carvão vegetal em nosso país têm origem na mata nativa. Em contra partida, o Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, o bagaço da cana é um subproduto da produção do caldo de cana, este é aproveitado pela indústria sucroalcooleira principalmente para o fornecimento da energia demandada nos processos de fabricação de açúcar e do álcool. Esta energia proporciona às empresas sucroalcooleira o privilégio da autossuficiência em energia elétrica, condição inexistentes na maioria das atividades industriais.

Tanto o carvão vegetal com o bagaço de cana são queimados para a geração de energia, desta forma acabam por liberar todo o CO2 que foi absorvido pelas plantas durante a sua vida, apesar disto a queima destes produtos é menos nociva do que a queima de combustíveis fosseis, pois emitem menos NOx e SOx.

Visto isto, este trabalho visa analisar as porcentagem de quantidade de ar teórico na mistura de bagaço de cana-de-açúcar (50%) e carvão vegetal (50%) a fim de obter-se um conhecimento mais avançado sobre a utilização destes combustíveis e seu potencial poluente.

2.                  DESENVOLVIMENTO

 

2.1 Produtos gerados com a variação da quantidade de ar teórico

        Pode-se observar que com 100% de ar teórico a combustão é completa estequiométrica, produzindo somente CO2, H20 e N2. Quando se aumenta a quantidade de ar teórico a combustão passa a ser incompleta pois passa-se a liberar O2. A quantidade de SO2 liberada é desprezível.

Figura 1 - Gráfico Lb X Percentual dos gases de combustão.

[pic 1]

Fonte: Elaborado pelos autores.

2.2 Temperatura adiabática da mistura com a variação da quantidade de ar teórico

Pode-se observar que a temperatura adiabática da mistura diminui exponencialmente com o aumento da quantidade de ar teórico, pois quanto menos completa for a combustão menor será a temperatura de chama.

Figura 2 - Gráfico Temperatura adiabática da mistura (K) X Percentual de Lb.

 

 [pic 2]

 Fonte: Elaborado pelos autores.

 

 

 

2.3 Entalpia da mistura com a variação da quantidade de ar teórico

Observa-se que a entalpia diminui exponencialmente com o aumento da quantidade  de ar teórico na mistura, isto  ocorre devido a diminuição da temperatura de chama.