Poder calorifico

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ

Instituto de Engenharia Mecânica

ENSAIO 01 -  MEDIDA EXPERIMENTAL DO PODER CALORÍFICO

Disciplina: EME606P – Termodinâmica 2

Turma: P2

Curso: Engenharia Mecânica

Alunos: Darciel Miranda Nunes – 28431    

Dia  e Hora: 31/08/2015 – 15:45

Itajubá, 2015 – 1º semestre

RESUMO

Esse relatório trata-se de uma abordagem teórica sobre a análise experimental para determinar o poder calorífico de duas diferentes amostras. O presente trabalho foi realizado no banco de ensaio do Laboratório de Máquinas Térmicas – LMT da Universidade Federal de Itajubá-UNIFEI. Está presente nesse relatório imagens, fórmulas e tabelas, que ajudam no entendimento de todo o experimento.Com a descrição de equipamentos, métodos e análise final de resultados, objetivou-se chegar em valores satisfatório e discutir possíveis erros durante todo o ensaio bem como meios para evitá-los.

Palavras-chave: relatório, experimento e poder calorífico.

SUMÁRIO

Lista de figuras....................................................................................................4

1  Introdução....................................................................................................... 5

2  Desenvolvimento..............................................................................................6

2.1  Poder calorífico em inferior(PCI)........................................................................................6

2.2  Poder calorífico em superior(PCS)......................................................................................6

3 Materiais...........................................................................................................7

3.1 Calorímetro...........................................................................................................................7

3.3 Bomba de aço inox...............................................................................................................8

3.4 Amostra do combustível.....................................................................................................10

3.5 Fio de algodão ou parafina..................................................................................................10

3.6 Balança de precisão.............................................................................................................10

3.7 Cilindro de oxigênio............................................................................................................11

4  Métodos e Procedimentos .............................................................................13

5 Tabela de Valores do Ensaio.........................................................................14

5.1 Normas para levantamento de poder calorífico..................................................................14

6  Conclusão.......................................................................................................15

       Referência Bibliográfica............................................................................16

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Modelo simplificado de um calorímetro

Figura 2: Calorímetro C-2000 utilizado no experimento

Figura 3: Cadinho e bomba calorimétrica

Figura 4: Esquema do cadinho preso ao suporte da bomba calorimétrica

Figura 5: Fio de ignição e cadinho para o combustível

Figura 6: Balança analítica e semi analítica, respectivamente.

Figura 7: Modelo de cilindro de gás (oxigênio)

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1 INTRODUÇÃO

        Poder calorífico de qualquer substância é uma medida do calor que pode ser obtido pela combustão dessa substância. O poder calorífico é defino como a quantidade de calor pela combustão completa de um combustível, por unidade de massa (sólida ou liquida) ou volume (gás).

Desse modo, do ponto de vista da energia presente numa determinada substância, o poder calorífico será a quantidade de energia interna contida no combustível, sendo que quanto mais alto for o poder calorífico, maior será energia contida. Um combustível é constituído sobretudo de hidrogênio e carbono, tendo o hidrogênio o poder calorífico de 28700Kcal/kg enquanto que o carbono é de 8140Kcal/kg, por isso, quanto mais rico em hidrogênio for o combustível maior será o seu poder calorífico

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2 DESENVOLVIMENTO

        Quando o combustível analisado possui hidrogênio em sua composição podemos dividir o poder calorífico em inferior (PCI) e superior (PCS). Ainda mais além, o poder calorífico as vezes é tratado  do ponto de vista da pressão e do volume do recipiente a qual a combustão se processa.

2.1 Poder calorífico inferior (PCI)

        É obtido quando se considera que toda a água presente nos produtos da combustão encontra-se no estado de vapor.

        Alguns autores costumam dizer e avaliar o PCI como a quantidade de calor que pode produzir 1kg de combustível, quando este entra em combustão com excesso de ar e gases de descarga são resfriados até o ponto de ebulição da água, evitando assim que a água contida na combustão seja condensada. Como essa quantidade de combustível levaria um longo tempo para ser completamente queimada, nesse presente experimento a quantidade em massa de combustível será reduzida à gramas (entre 0,4 e 0,7g).

2.2 Poder calorífico superior (PCS)

        Analogamente, pode-se considerar o PCS como a quantidade de calor produzido por 1kg de combustível, quando este entra em combustão, em excesso de ar, e os gases da descarga são resfriados de modo que o vapor de água neles seja condensado.

        Como a temperatura dos gases de combustão é muito elevada, por exemplo nos motores endotérmicos, a água contida neles se encontra sempre no estado de vapor, portanto, o que deve ser considerado é o poder calorífico inferior e não o superior.