UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL
FACULTAD REGIONAL MENDOZA
CATEDRA
“MAQUINAS TERMICAS”
CARRERA
INGENIERIA ELECTROMECANICA
CAPITULO Nº 1
PODER CALORIFICO
ELABORADO POR: ING. JORGE FELIX FERNANDEZ
PROFESOR TITULAR CATEDRA “MAQUINAS TERMICAS”
Este documento trata sobre el poder calorífico de los combustibles industriales. Explica que el poder calorífico es la cantidad de calor liberada al quemar un combustible completamente. Luego describe las diferencias entre el poder calorífico superior e inferior, y cómo se relacionan. Finalmente, presenta métodos para determinar experimental y analíticamente el poder calorífico de un combustible.
Este documento trata sobre la potencia y el rendimiento de las calderas. Explica que la potencia de una caldera depende de su superficie de calefacción y se mide en kilogramos de vapor producido por hora por metro cuadrado. Luego detalla los factores que afectan el rendimiento de una caldera, como la combustión, aislamiento térmico y precalentamiento de aire. Por último, ofrece ejemplos de valores típicos de potencia para diferentes tipos de calderas.
El documento trata sobre la eficiencia energética de un caldero que usa GLP como combustible. Explica que el objetivo es medir el rendimiento de combustión del GLP y compararlo con los datos del proveedor para verificar si existe una variación y mejorar la eficiencia mediante el ajuste de la combustión. También describe los conceptos teóricos de la combustión, la importancia de medir el oxígeno y combustibles no quemados en los gases para optimizar la eficiencia, y las características del GLP como combustible.
Este documento presenta un análisis energético de una caldera con el objetivo de determinar la energía útil y las pérdidas de energía presentes. Explica los conceptos teóricos sobre balances térmicos de calderas y describe los pasos metodológicos para calcular la energía absorbida por el agua, las pérdidas de energía como gases de escape, calentamiento de la humedad del aire, y combustión incompleta, y la eficiencia térmica de la caldera usando métodos directo e indirecto. El autor solicita tab
El documento describe un experimento realizado en el Laboratorio N°5 de la Facultad de Ingeniería Mecánica de la Universidad Nacional de Ingeniería para determinar el poder calorífico de un combustible líquido utilizando una bomba calorimétrica. El objetivo era medir el poder calorífico del combustible y obtener conocimientos sobre el manejo del equipo. Se explican conceptos como poder calorífico superior, poder calorífico inferior y el funcionamiento de una bomba calorimétrica para realizar la medición calorimétrica.
El documento describe las relaciones fundamentales en un generador de vapor. Explica que la capacidad de una caldera se puede expresar en términos de la cantidad de vapor producido, el calor absorbido, la potencia en megavatios o la superficie de calefacción. También define la capacidad de producción de una caldera mediante la fórmula Q= m s (h – h f ), donde Q es la producción, m s es el peso del vapor, h la entalpía del vapor y h f la entalpía del agua de alimentación. Por último, det
La combustión es una reacción química entre un combustible y el oxígeno que libera gran cantidad de energía. Los combustibles más comunes incluyen el carbón, el petróleo y el gas natural. La combustión completa convierte todos los elementos del combustible en dióxido de carbono y agua, mientras que la incompleta produce monóxido de carbono.
Este documento trata sobre el poder calorífico de los combustibles industriales. Explica que el poder calorífico es la cantidad de calor liberada al quemar un combustible completamente. Luego describe las diferencias entre el poder calorífico superior e inferior, y cómo se relacionan. Finalmente, presenta métodos para determinar experimental y analíticamente el poder calorífico de un combustible.
Este documento trata sobre la potencia y el rendimiento de las calderas. Explica que la potencia de una caldera depende de su superficie de calefacción y se mide en kilogramos de vapor producido por hora por metro cuadrado. Luego detalla los factores que afectan el rendimiento de una caldera, como la combustión, aislamiento térmico y precalentamiento de aire. Por último, ofrece ejemplos de valores típicos de potencia para diferentes tipos de calderas.
El documento trata sobre la eficiencia energética de un caldero que usa GLP como combustible. Explica que el objetivo es medir el rendimiento de combustión del GLP y compararlo con los datos del proveedor para verificar si existe una variación y mejorar la eficiencia mediante el ajuste de la combustión. También describe los conceptos teóricos de la combustión, la importancia de medir el oxígeno y combustibles no quemados en los gases para optimizar la eficiencia, y las características del GLP como combustible.
Este documento presenta un análisis energético de una caldera con el objetivo de determinar la energía útil y las pérdidas de energía presentes. Explica los conceptos teóricos sobre balances térmicos de calderas y describe los pasos metodológicos para calcular la energía absorbida por el agua, las pérdidas de energía como gases de escape, calentamiento de la humedad del aire, y combustión incompleta, y la eficiencia térmica de la caldera usando métodos directo e indirecto. El autor solicita tab
El documento describe un experimento realizado en el Laboratorio N°5 de la Facultad de Ingeniería Mecánica de la Universidad Nacional de Ingeniería para determinar el poder calorífico de un combustible líquido utilizando una bomba calorimétrica. El objetivo era medir el poder calorífico del combustible y obtener conocimientos sobre el manejo del equipo. Se explican conceptos como poder calorífico superior, poder calorífico inferior y el funcionamiento de una bomba calorimétrica para realizar la medición calorimétrica.
El documento describe las relaciones fundamentales en un generador de vapor. Explica que la capacidad de una caldera se puede expresar en términos de la cantidad de vapor producido, el calor absorbido, la potencia en megavatios o la superficie de calefacción. También define la capacidad de producción de una caldera mediante la fórmula Q= m s (h – h f ), donde Q es la producción, m s es el peso del vapor, h la entalpía del vapor y h f la entalpía del agua de alimentación. Por último, det
La combustión es una reacción química entre un combustible y el oxígeno que libera gran cantidad de energía. Los combustibles más comunes incluyen el carbón, el petróleo y el gas natural. La combustión completa convierte todos los elementos del combustible en dióxido de carbono y agua, mientras que la incompleta produce monóxido de carbono.
Este documento trata sobre calderas y su eficiencia energética. Explica la clasificación de calderas, el balance energético en una caldera, cómo calcular el rendimiento de una caldera usando métodos directo e indirecto, y medidas para mejorar la eficiencia energética como ajustar la combustión, optimizar el aislamiento térmico y realizar mantenimiento preventivo.
La combustión es la reacción química de oxidación de un combustible con el oxígeno, liberando calor y luz. Requiere un combustible, oxígeno y una zona de reacción llamada llama. Los productos de la combustión incluyen CO2, H2O, O2, N2 y trazas de CO y SOx. Se describen varios tipos de combustibles, sus poderes caloríficos y los requisitos para una buena combustión.
Este documento trata sobre la optimización de la combustión. Explica el proceso de combustión y los productos que se obtienen en función de las condiciones, como la cantidad de aire. También analiza factores que influyen en el rendimiento, como el exceso de aire y la temperatura. Finalmente, discute cómo medir parámetros como el oxígeno y monóxido de carbono en los gases para optimizar el proceso.
La combustión consiste en una reacción química de oxidación donde elementos combustibles como el carbono, hidrógeno y azufre se combinan con oxígeno, liberando grandes cantidades de energía en forma de calor y luz. Los productos principales de la combustión son el dióxido de carbono y el agua. La combustión requiere combustibles como madera, carbón, petróleo o gas natural, y oxígeno, el cual normalmente se suministra a través del aire. El proceso de combustión depende de factores como la preparación del
Este documento presenta información sobre conceptos básicos de combustión y combustibles. Explica los principios de la combustión como el triángulo de la combustión y los tipos de combustión. También describe parámetros como la temperatura de autoinflamación y los límites de inflamabilidad. Además, clasifica y analiza las propiedades de diferentes tipos de combustibles sólidos, líquidos y gaseosos. Finalmente, realiza una comparativa entre combustibles respecto al medio ambiente, coste de la energía, eficiencia e inversión requerida
1. Ingeniería del Vapor
2. Fundamentos de la Combustión
3. Quemadores y Combustión
· Eficiencia de la Combustión
· Combustión de Gas Natura
· Combustión de Líquidos
· Regulación de Quemadores
4. Costos de Generación del Vapor con Diesel 2-
GLP-Residual 6-Gas Natural4. Costos de
Generación del Vapor con Diesel 2-GLP-Residual
6-Gas Natural
5. Métodos de Medición de la Eficiencia Térmica
del Caldero
Este documento describe los conceptos básicos de la incineración y destrucción térmica de residuos. Explica los tipos de reacciones de combustión, el proceso de incineración y los factores que afectan la eficiencia de la combustión. También cubre temas como la oxidación, los efectos de la isotemia, el impacto ambiental de la incineración y ejemplos de aplicación como la incineración con vitrificación y de residuos sanitarios.
Este documento presenta información sobre conceptos básicos de combustión, incluyendo definiciones de combustibles, comburentes, tipos de combustión, y propiedades importantes. Explica que la combustión es una reacción química exotérmica entre un combustible y el oxígeno, y que el aire es el comburente más común. También clasifica los combustibles y define conceptos como aire teórico, exceso de aire, y composición del aire.
1. El documento define los combustibles como materiales capaces de liberar energía al quemarse mediante un cambio en su estructura química. Describe la clasificación de los combustibles según su origen, grado de preparación y estado de agregación.
2. Explica la diferencia entre la combustión teórica completa y la combustión real incompleta, y los factores que afectan a cada una. La cantidad mínima de aire necesaria para la combustión completa se llama aire estequiométrico.
3. La entalpía de form
El documento trata sobre termoquímica y la bomba calorimétrica. Explica que la termoquímica estudia las transformaciones de energía calorífica en reacciones químicas. También define conceptos como entalpía estándar de reacción, entalpía estándar de formación y la ley de Hess. Finalmente, describe el funcionamiento básico de una bomba calorimétrica, la cual se usa para determinar el poder calorífico de un combustible.
Este documento describe conceptos clave relacionados con generadores de vapor, incluyendo potencia y rendimiento, combustión y combustibles, y factores que influyen en la elección y el rendimiento de las calderas.
La combustión industrial se refiere a las reacciones de oxidación que se producen de forma rápida en materiales combustibles como el carbono e hidrógeno en presencia de oxígeno, liberando grandes cantidades de energía térmica. El resultado de la combustión es la liberación de energía en forma de calor. Las 7 "tes" de la combustión son: tamaño de partícula, temperatura, tiempo de reacción, trayectoria, turbulencia, tiro y transferencia de calor.
Este documento trata sobre termoquímica y combustibles. Explica que los motores de combustión interna obtienen su energía de la combustión de un combustible con aire, convirtiendo la energía química en energía interna. Describe los principales componentes de los combustibles y las reacciones de combustión estequiométrica con oxígeno puro o aire. Finalmente, analiza conceptos como el poder calorífico de un combustible, la temperatura de flama adiabática y el análisis de los gases de escape.
Este documento trata sobre la teoría de la combustión. Explica conceptos como combustión completa, incompleta y estequiométrica. Define términos como poder calorífico inferior y superior, poder comburívoro y fumígeno. Describe los tipos de combustión según el exceso o defecto de aire y los productos que se generan. Finalmente, analiza el rendimiento de la combustión y las pérdidas asociadas a inquemados y la entalpía de los humos.
Este documento trata sobre la producción de vapor y los generadores de vapor. Describe los componentes principales de un generador de vapor como calderas, hogares, quemadores y equipos para quemar combustible. También explica brevemente la historia de las calderas y del vapor, y clasifica las calderas según su diseño y uso.
Este documento contiene 22 problemas sobre termodinámica de combustión. Los problemas cubren temas como análisis de composición de productos de combustión, determinación de aire teórico, temperatura de flama adiabática, transferencia de calor y cambio de entropía en procesos de combustión. Se proporcionan los resultados de cálculo para cada problema.
1) Las emisiones de los automóviles provienen de tres fuentes: escapes, gases del carter y combustible evaporado. 2) Las emisiones contienen elementos inocuos como nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono, así como elementos nocivos como monóxido de carbono, hidrocarburos y óxidos de nitrógeno. 3) La combustión completa del combustible en el motor produce dióxido de carbono, agua y nitrógeno, mientras que la combustión incompleta genera monóxido de carbono.
Este documento describe varios parámetros que afectan la eficiencia de las calderas, incluyendo el nivel de exceso de aire, la temperatura de los gases de chimenea, y la suciedad en las superficies de transferencia de calor. Regular estos parámetros puede mejorar la eficiencia y reducir los costos de combustible.
Este documento trata sobre calderas y su eficiencia energética. Explica la clasificación de calderas, el balance energético en una caldera, cómo calcular el rendimiento de una caldera usando métodos directo e indirecto, y medidas para mejorar la eficiencia energética como ajustar la combustión, optimizar el aislamiento térmico y realizar mantenimiento preventivo.
La combustión es la reacción química de oxidación de un combustible con el oxígeno, liberando calor y luz. Requiere un combustible, oxígeno y una zona de reacción llamada llama. Los productos de la combustión incluyen CO2, H2O, O2, N2 y trazas de CO y SOx. Se describen varios tipos de combustibles, sus poderes caloríficos y los requisitos para una buena combustión.
Este documento trata sobre la optimización de la combustión. Explica el proceso de combustión y los productos que se obtienen en función de las condiciones, como la cantidad de aire. También analiza factores que influyen en el rendimiento, como el exceso de aire y la temperatura. Finalmente, discute cómo medir parámetros como el oxígeno y monóxido de carbono en los gases para optimizar el proceso.
La combustión consiste en una reacción química de oxidación donde elementos combustibles como el carbono, hidrógeno y azufre se combinan con oxígeno, liberando grandes cantidades de energía en forma de calor y luz. Los productos principales de la combustión son el dióxido de carbono y el agua. La combustión requiere combustibles como madera, carbón, petróleo o gas natural, y oxígeno, el cual normalmente se suministra a través del aire. El proceso de combustión depende de factores como la preparación del
Este documento presenta información sobre conceptos básicos de combustión y combustibles. Explica los principios de la combustión como el triángulo de la combustión y los tipos de combustión. También describe parámetros como la temperatura de autoinflamación y los límites de inflamabilidad. Además, clasifica y analiza las propiedades de diferentes tipos de combustibles sólidos, líquidos y gaseosos. Finalmente, realiza una comparativa entre combustibles respecto al medio ambiente, coste de la energía, eficiencia e inversión requerida
1. Ingeniería del Vapor
2. Fundamentos de la Combustión
3. Quemadores y Combustión
· Eficiencia de la Combustión
· Combustión de Gas Natura
· Combustión de Líquidos
· Regulación de Quemadores
4. Costos de Generación del Vapor con Diesel 2-
GLP-Residual 6-Gas Natural4. Costos de
Generación del Vapor con Diesel 2-GLP-Residual
6-Gas Natural
5. Métodos de Medición de la Eficiencia Térmica
del Caldero
Este documento describe los conceptos básicos de la incineración y destrucción térmica de residuos. Explica los tipos de reacciones de combustión, el proceso de incineración y los factores que afectan la eficiencia de la combustión. También cubre temas como la oxidación, los efectos de la isotemia, el impacto ambiental de la incineración y ejemplos de aplicación como la incineración con vitrificación y de residuos sanitarios.
Este documento presenta información sobre conceptos básicos de combustión, incluyendo definiciones de combustibles, comburentes, tipos de combustión, y propiedades importantes. Explica que la combustión es una reacción química exotérmica entre un combustible y el oxígeno, y que el aire es el comburente más común. También clasifica los combustibles y define conceptos como aire teórico, exceso de aire, y composición del aire.
1. El documento define los combustibles como materiales capaces de liberar energía al quemarse mediante un cambio en su estructura química. Describe la clasificación de los combustibles según su origen, grado de preparación y estado de agregación.
2. Explica la diferencia entre la combustión teórica completa y la combustión real incompleta, y los factores que afectan a cada una. La cantidad mínima de aire necesaria para la combustión completa se llama aire estequiométrico.
3. La entalpía de form
El documento trata sobre termoquímica y la bomba calorimétrica. Explica que la termoquímica estudia las transformaciones de energía calorífica en reacciones químicas. También define conceptos como entalpía estándar de reacción, entalpía estándar de formación y la ley de Hess. Finalmente, describe el funcionamiento básico de una bomba calorimétrica, la cual se usa para determinar el poder calorífico de un combustible.
Este documento describe conceptos clave relacionados con generadores de vapor, incluyendo potencia y rendimiento, combustión y combustibles, y factores que influyen en la elección y el rendimiento de las calderas.
La combustión industrial se refiere a las reacciones de oxidación que se producen de forma rápida en materiales combustibles como el carbono e hidrógeno en presencia de oxígeno, liberando grandes cantidades de energía térmica. El resultado de la combustión es la liberación de energía en forma de calor. Las 7 "tes" de la combustión son: tamaño de partícula, temperatura, tiempo de reacción, trayectoria, turbulencia, tiro y transferencia de calor.
Este documento trata sobre termoquímica y combustibles. Explica que los motores de combustión interna obtienen su energía de la combustión de un combustible con aire, convirtiendo la energía química en energía interna. Describe los principales componentes de los combustibles y las reacciones de combustión estequiométrica con oxígeno puro o aire. Finalmente, analiza conceptos como el poder calorífico de un combustible, la temperatura de flama adiabática y el análisis de los gases de escape.
Este documento trata sobre la teoría de la combustión. Explica conceptos como combustión completa, incompleta y estequiométrica. Define términos como poder calorífico inferior y superior, poder comburívoro y fumígeno. Describe los tipos de combustión según el exceso o defecto de aire y los productos que se generan. Finalmente, analiza el rendimiento de la combustión y las pérdidas asociadas a inquemados y la entalpía de los humos.
Este documento trata sobre la producción de vapor y los generadores de vapor. Describe los componentes principales de un generador de vapor como calderas, hogares, quemadores y equipos para quemar combustible. También explica brevemente la historia de las calderas y del vapor, y clasifica las calderas según su diseño y uso.
Este documento contiene 22 problemas sobre termodinámica de combustión. Los problemas cubren temas como análisis de composición de productos de combustión, determinación de aire teórico, temperatura de flama adiabática, transferencia de calor y cambio de entropía en procesos de combustión. Se proporcionan los resultados de cálculo para cada problema.
1) Las emisiones de los automóviles provienen de tres fuentes: escapes, gases del carter y combustible evaporado. 2) Las emisiones contienen elementos inocuos como nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono, así como elementos nocivos como monóxido de carbono, hidrocarburos y óxidos de nitrógeno. 3) La combustión completa del combustible en el motor produce dióxido de carbono, agua y nitrógeno, mientras que la combustión incompleta genera monóxido de carbono.
Este documento describe varios parámetros que afectan la eficiencia de las calderas, incluyendo el nivel de exceso de aire, la temperatura de los gases de chimenea, y la suciedad en las superficies de transferencia de calor. Regular estos parámetros puede mejorar la eficiencia y reducir los costos de combustible.
Los puentes son estructuras esenciales en la infraestructura de transporte, permitiendo la conexión entre diferentes
puntos geográficos y facilitando el flujo de bienes y personas.
ESPERAMOS QUE ESTA INFOGRAFÍA SEA UNA HERRAMIENTA ÚTIL Y EDUCATIVA QUE INSPIRE A MÁS PERSONAS A ADENTRARSE EN EL APASIONANTE CAMPO DE LA INGENIERÍA CIVIŁ. ¡ACOMPAÑANOS EN ESTE VIAJE DE APRENDIZAJE Y DESCUBRIMIENTO
1-AAP-RENAV-PyM Capacitación del Reglamento Nacional de Vehiculos.pdf
Poder_calorifico.pptx
1. 1
UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL
FACULTAD REGIONAL MENDOZA
CATEDRA
“MAQUINAS TERMICAS”
CARRERA
INGENIERIA ELECTROMECANICA
CAPITULO Nº 1
PODER CALORIFICO
ELABORADO POR: ING. JORGE FELIX FERNANDEZ
PROFESOR TITULAR CATEDRA “MAQUINAS TERMICAS”
2. PODER CALORIFICO DE COMBUSTIBLES INDUSTRIALES
PODER CALORIFICO
Es la cantidad de calor que entrega un kilogramo, o un
metro cúbico, de combustible al oxidarse en forma
completa.
Es decir cuando el carbono pase a anhídrido carbónico
C + O2 CO2
UNIDADES
(kcal/kg) ; (kcal/m3) ; (BTU/lb) ; (BTU/pie3)
FORMAS
El poder calorífico de un combustible puede ser:
1.- Poder Calorífico Superior (PCS)
2.- Poder Calorífico Inferior (PCI)
Elaboró Ing. Jorge Fernández 2
3. PODER CALORIFICO DE COMBUSTIBLES INDUSTRIALES
PODER CALORIFICO SUPERIOR
El poder calorífico superior se define suponiendo
que todos los elementos de la combustión
(combustible y aire) son tomados a OºC y los
productos (gases de combustión) son llevados
también a OºC después de la combustión, por lo que
el vapor de agua se encontrará totalmente
condensado.
Vapor de agua que proviene de:
a) la humedad propia del combustible y
b) el agua formada por la combustión del hidrógeno
del combustible.
De esta manera al condensar el vapor de agua
contenido en los gases de combustión tendremos
un aporte de calor de:
597 kcal / kg vapor de agua condensado
Elaboró Ing. Jorge Fernández 3
4. PODER CALORIFICO DE COMBUSTIBLES INDUSTRIALES
PODER CALORIFICO INFERIOR
El poder calorífico inferior considera que el
vapor de agua contenido en los gases de la
combustión no condensa.
Por lo tanto no hay aporte adicional de calor por
condensación del vapor de agua.
Solo se dispondrá del calor de oxidación del
combustible, al cual por definición se denomina:
Poder Calorífico Inferior del Combustible
Elaboró Ing. Jorge Fernández 4
5. PODER CALORIFICO DE COMBUSTIBLES INDUSTRIALES
INTERPRETACION GRAFICA DEL
PODER CALORIFICO INFERIOR
C H2 + O2 N2 CO2 H2O N2 + CALOR
COMBUSTIBLE AIRE GASES DE COMBUSTION
CALOR DE OXIDACION
DEL COMBUSTIBLE
PODER CALORIFICO
INFERIOR
Elaboró Ing. Jorge Fernández 5
Para obtener el Poder Calorífico de un combustible es necesario que todo el carbono (C)
se oxide en forma completa pasando a anhídrido carbónico (CO2)
EL VAPOR DE AGUA CONTENIDO EN LOS GASES
DE COMBUSTION NO CONDENSA
6. PODER CALORIFICO DE COMBUSTIBLES INDUSTRIALES
INTERPRETACION GRAFICA DEL
PODER CALORIFICO SUPERIOR
C H2 + O2 N2 CO2 H2O N2 +
COMBUSTIBLE AIRE GASES DE COMBUSTION
CALOR DE OXIDACION
DEL COMBUSTIBLE
Para obtener el Poder Calorífico de un combustible es necesario que todo el carbono (C)
se oxide en forma completa pasando a anhídrido carbónico (CO2)
EL VAPOR DE AGUA CONTENIDO EN LOS GASES DE
COMBUSTION CONDENSA
CALOR + calor
CALOR DE
CONDENSACION
DEL VAPOR DE
AGUA
PODER CALORIFICO
INFERIOR
PODER CALORIFICO
SUPERIOR
Elaboró Ing. Jorge Fernández 6
7. PODER CALORIFICO DE COMBUSTIBLES INDUSTRIALES
RELACION ENTRE LOS PODERES CALORIFICOS
PCI = PCS - 597 x G
Donde:
PCI = Poder calorífico inferior (kcal / kg comb)
PCS = Poder calorífico superior (kcal / kg comb)
597 = Calor de condensación del agua a O ºC (kcal / kg agua)
G = Porcentaje en peso del agua formada por la combustión del
H 2 más la humedad propia del combustible (kg agua/ kg comb)
G = 9H + H 20
Siendo:
9 : Son los kilos de agua que se forman al oxidar un kilo de
hidrógeno.
H: Porcentaje de hidrógeno contenido en el combustible.
H2O: Porcentaje de humedad del combustible.
Por lo tanto la ecuación anterior queda:
PCI = PCS - 597 x ( 9H + H2O )
Elaboró Ing. Jorge Fernández 7
8. PODER CALORIFICO DE COMBUSTIBLES INDUSTRIALES
Elaboró Ing. Jorge Fernández 8
DETERMINACION DEL
PODER CALORIFICO
Existen dos procedimientos para la determinación del poder calorífico
de los combustibles, que son:
1.- Método Analítico
2.- Método Práctico
9. PODER CALORIFICO DE COMBUSTIBLES INDUSTRIALES
METODO ANALITICO
El Método Analítico consiste en aplicar el Principio de Conservación de la
Energía, que expresa:
"El poder calorífico de un cuerpo compuesto es
igual a la suma de los poderes caloríficos de los
elementos simples que lo forman, multiplicados por
la cantidad centesimal en que intervienen,
descontando de la cantidad de hidrógeno total del
combustible la que se encuentra ya combinada con
el oxígeno del mismo”.
Por lo tanto para la aplicación del presente procedimiento es necesario efectuar
previamente un ANALISIS ELEMENTAL del combustible cuyo poder calorífico
deseamos determinar:
C % - H % - 02 % - S % - Humedad %
Elaboró Ing. Jorge Fernández 9
10. PODER CALORIFICO DE COMBUSTIBLES INDUSTRIALES
PODER CALORIFICO DEL CARBONO
Si el carbono (C) se combina con suficiente cantidad de oxígeno
quema totalmente formando anhídrido carbónico con
desprendimiento de calor.
La reacción química de la combustión completa del carbono es:
C + 02 CO2 + 8.140 kcal/kg carbono
Si el oxígeno disponible para la combustión no fuera suficiente, el
carbono se oxida formando monóxido de carbono con liberación de
calor en mucho menos cantidad, según la siguiente reacción:
C + 1/2 02 CO + 2.440 kcal/kg carbono
Elaboró Ing. Jorge Fernández 10
11. PODER CALORIFICO DE COMBUSTIBLES INDUSTRIALES
PODER CALORIFICO DEL HIDROGENO
1- PODER CALORIFICO SUPERIOR
El Hidrógeno se combina con el oxígeno en forma total, dando como
resultado agua con desprendimiento de calor.
H2 + 1/2 02 H2O + 34.400 kcal/kg hidrógeno
Este valor incluye el calor cedido por la condensación del vapor de agua
formado en la combustión, por lo que de acuerdo a lo explicado
anteriormente, corresponde al poder calorífico superior del hidrógeno:
PCS = 34.400 kcal/kg hidrógeno
Elaboró Ing. Jorge Fernández 11
12. PODER CALORIFICO DE COMBUSTIBLES INDUSTRIALES
2- PODER CALORIFICO INFERIOR
En el caso de que no se pueda aprovechar ese calor de condensación, al
calor liberado en la oxidación del hidrógeno habrá que descontarle el
calor que pierde al no condensar el vapor de agua, con lo cual se
obtendría el poder calorífico inferior del hidrógeno.
PCI = PCS - 600 x ( 9H + H20 )
Considerando:
H20 = 0 por considerar que no existe humedad en el combustible
H = 1 kg hidrógeno
Resulta :
PCI = 34.400 - 600 x 9
PCI = 34.400 - 5.400
PCI = 29.000 kcal/kg hidrógeno
Elaboró Ing. Jorge Fernández 12
13. PODER CALORIFICO DE COMBUSTIBLES INDUSTRIALES
PODER CALORIFICO DEL AZUFRE
El azufre es un contaminante del combustible y su presencia es
indeseable, no obstante cuando éste elemento está presente y se
oxida libera calor de acuerdo a la siguiente reacción química:
S + 02 SO2 + 2.220 kcal/kg azufre
Elaboró Ing. Jorge Fernández 13
14. PODER CALORIFICO DE COMBUSTIBLES INDUSTRIALES
FORMULA DE DULONG
PODER CALORIFICO SUPERIOR DE UN COMBUSTIBLE SECO
Por el principio de conservación de la energía, el físico DULONG expresa el
poder calorífico superior de un combustible seco, sólido o líquido, que
contenga carbono, hidrógeno y azufre en su composición, por la
expresión:
PCS = 8.140 x C + 34.400 x (H - O/8) + 2.220 x S
Donde:
C : cantidad centesimal de carbono en peso por kilogramo combustible
H : cantidad centesimal de hidrógeno total en peso por kilogramo de
combustible
O: cantidad centesimal de oxígeno en peso por kilogramo combustible
S : cantidad centesimal de azufre en peso por kilogramo combustible
O / 8 : cantidad centesimal de hidrógeno en peso que se encuentra
combinado con el oxígeno del mismo combustible dando "agua de
combinación"
(H - O/8 ) : cantidad centesimal de "hidrógeno disponible", en peso
realmente disponible para que se oxide con el oxígeno del aire,
dando "agua de formación"
Elaboró Ing. Jorge Fernández 14
15. PODER CALORIFICO DE COMBUSTIBLES INDUSTRIALES
Elaboró Ing. Jorge Fernández 15
Recordemos la oxidación del hidrógeno:
H2 + 1/2 O2 ---------------------- H2O
2 kg H2 + 1/2 x 32kg O2 ------------ 18 kg H2O
1 kg H2 + 8 kg O2 --------------------- 9 kg H2O
Ecuación que nos dice que:
8 kg de oxígeno se van a combinar con 1 kg. de
hidrógeno para "formar" 9 kg. de agua.
16. PODER CALORIFICO DE COMBUSTIBLES INDUSTRIALES
FORMULA DE DULONG
PODER CALORIFICO INFERIOR DE UN COMBUSTIBLE SECO
PCI = 8.140 x C + 29.000 x (H - O/ 8 ) + 2.220 x S
FORMULA DE DULONG
PODER CALORIFICO INFERIOR DE UN COMBUSTIBLE HUMEDO
PCI = 8.140 x C + 29.000 x (H - O/ 8 ) + 2.220 x S - 600 x H2O
FORMULA DE HUTTE
PODER CALORIFICO INFERIOR DE UN COMBUSTIBLE HUMEDO
PCI = 8.100 x C + 29.000 x (H - O/ 8 ) + 2.500 x S - 600 x H2O
FORMULA DE LA ASOCIACION DE INGENIEROS ALEMANES
PODER CALORIFICO INFERIOR DE UN COMBUSTIBLE HUMEDO
PCI = 8.080 x C + 29.000 x (H - O/ 8 ) + 2.500 x S - 600 x H2O
Elaboró Ing. Jorge Fernández 16
17. PODER CALORIFICO DE COMBUSTIBLES INDUSTRIALES
METODO PRACTICO
El Método Práctico consiste en el empleo de "Calorímetros" mediante los
cuales se puede determinar en forma directa en el laboratorio el poder
calorífico de los combustibles.
Los métodos calorimétricos consisten en quemar una cierta cantidad de
combustible y medir la cantidad de calor producida a través de la energía
térmica ganada por un líquido conocido, agua, el que , de acuerdo el
método a utilizar, puede estar contenida en un recipiente, o permanecer
en continua circulación durante el proceso.
En un proceso ideal se cumplirá que:
Elaboró Ing. Jorge Fernández 17
Calor liberado por el combustible = Calor ganado por el agua
Qcomb = Qagua
Qcomb = ma x cpa x ( t final - t inicial )
18. PODER CALORIFICO DE COMBUSTIBLES INDUSTRIALES
CALORIMETRO DE MAHLER Y KROEKER
PROCEDIMIENTO DE CALCULO
El procedimiento de cálculo se basa en suponer que al no existir
intercambio térmico con el medio, el calor generado dentro de la
bomba calorimétrica (Q) es entonces absorbido por los elementos que
rodean la misma que son:
el agua contenida en el calorímetro
el agitador
el termómetro
la bomba y
el recipiente calorimétrico
Q = Q agua + Q agitador + Q termómetro + Q bomba + Q recipiente.
Elaboró Ing. Jorge Fernández 18
19. PODER CALORIFICO DE COMBUSTIBLES INDUSTRIALES
Q = Q agua + Q agitador + Q termómetro + Q bomba + Q recipiente
Como para distintos ensayos en un mismo aparato, tanto el agitador, como el
termómetro, la bomba y el recipiente son comunes, se puede agrupar de la siguiente
manera:
Ecuación que se puede indicar como:
Q magua .cpagua .Δt mtermómetro.cptermómetro.Δ t magitador .cpagitador .Δt mrecipiente .cprecipiente .Δt
mbaso .cpbaso.Δt
recipiente
mbaso .cpbaso
magua .cpagua mtermómetro .cptermómetro magitador .cpagitador mrecipiente .cp
.
Q Δ t
Q magua .cpagua .Δt Eaparato .Δt
Q m .cp E .Δt
agua agua aparato
Elaboró Ing. Jorge Fernández 19
20. =
Q alambre m alambre . C alambre
Siendo:
C alambre
m alambre
= calor de fusión del alambre (kcal/kg)
= peso del alambre (kg)
PODER CALORIFICO DE COMBUSTIBLES INDUSTRIALES
DETERMINACION DEL PODER CALORIFICO SUPERIOR
Como el calor total liberado de la bomba calorimétrica es el cedido por la combustión del combustible
y la del alambre, resulta:
Q = Q combustible + Q alambre
Despejando:
Q combustible = Q - Q alambre
Siendo:
Q m .cp E .Δt
agua agua aparato
Qcombustible ( magua Eaparato ).Δ t - malambre . Calambre
Elaboró Ing. Jorge Fernández 20
21. PODER CALORIFICO DE COMBUSTIBLES INDUSTRIALES
DETERMINACION DEL PODER CALORIFICO SUPERIOR (continuación)
PCS
Qcombustible
Gcombustible
PCS
( magua Eaparato ).Δ t - malambre . Calambre
Gcombustible
Elaboró Ing. Jorge Fernández 21
22. PODER CALORIFICO DE COMBUSTIBLES INDUSTRIALES
DETERMINACION DEL PODER CALORIFICO INFERIOR
PCI = PCS - 600 ( 9H + H2O )
En la práctica se emplea otro procedimiento mucho más dinámico
Donde:
G agua = Representa el peso del total de agua existente (kg.agua)
G comb = Es el peso de combustible quemado (kg.comb)
Siendo:
G agua = Peso papel húmedo - Peso papel seco (kg.agua)
Gagua
Gcombustible
PCI PCS 600.
Elaboró Ing. Jorge Fernández 22