Medida Experimental Do Poder Calorífico

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ

Instituto de Engenharia Mecânica

Laboratório de EME606 – TERMODINÂMICA II

1° ENSAIO - MEDIDA EXPERIMENTAL DO PODER CALORÍFICO

1. OBJETIVO

Determinação experimental do Poder Calorífico Superior dos combustíveis sólidos ou líquidos.

2. TEORIA

Poder Calorífico

O poder calorífico é definido como a quantidade de calor liberada por unidade de massa (ou volume para combustível gasoso) de um combustível, quando queimado completamente em uma dada temperatura.

Poder Calorífico (PCS)

É obtido experimentalmente, para o qual toda a água que aparece nos produtos da combustão esteja no estado líquido.

Poder Calorífico Inferior (PCI)

É do valor prático, para o qual toda a água que aparece nos produtos da combustão se acha em forma de vapor.

Obs: PCI é sempre inferior a PCS. PCS ou PCI tem unidades kJ/kg, kcal/kg, kcal/Nm3 e kJ/Nm3.

Poder Calorífico à pressão constante

O calor liberado na combustão que se processa a pressão constante.

Poder calorífico a volume constante

O calor liberado quando a combustão se processa dentro de recipiente de volume constante.

Base Teórica

A quantidade conhecida de combustível testado é completamente queimada, e o calor liberado é medido pelo aumento de 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.

3. EQUIPAMENTO NECESSÁRIO

(a) Calorímetro (b) bomba de aço inox, (c) Amostra do combustível a ser analisado, (d) Cadinho limpo para amostra, (e) Fio de algodão ou parafina, (f) Balança de precisão, (g) Cilindro de oxigênio.

4. PROCEDIMENTO DE TESTES

1 - Ligar o calorímetro em 220V;

a) Ligar primeiro o nobreak;

b) Ligar a célula de medição;

c) Ligar o sistema de refrigeração;

d) Ligar o Computador em 110V;

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

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

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

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

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

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

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

Figura 1 - Calorímetro C-2000.

5. 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.

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