Poder calorificio

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  • Publicado : 20 de diciembre de 2011
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Centro de Investigación en Ingeniería Automotriz - CIMA Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey Campus Toluca

CURSO DE CAPACITACIÓN EN COMBUSTIÓN Dr. José Ignacio Huertas LABORATORIO No. 4 PODER CALORÍFICO DEL ETANOL

OBJETIVO GENERAL • Determinar experimentalmente el poder calorífico del etanol a volumen constante OBJETIVOS ESPECÍFICOS • • • • • • Conocer el principio defuncionamiento de la bomba calorimétrica. Aprender a operar y a calibrar el equipo. Obtener datos de temperatura en el tiempo y graficar. Determinar el poder calorífico del etanol. Comparar el valor obtenido experimentalmente con los valores teóricos. Determinar posibles causas de error.

EQUIPOS Y MATERIALES UTILIZADOS El montaje del sistema se muestra en la figura 1, y está compuesto por: • • •• • • • • • • • Bomba de oxígeno Camisa adiabática Válvula reguladora de presión Tanque de oxígeno Manómetros Transformador Recipiente para agua Motor eléctrico con agitador Termómetro de alta precisión Etanol Ácido benzoico
Figura 1. Bomba calorimétrica

Eduardo Monroy Cárdenas No 2000. San Antonio Buena Vista. Toluca. México. 50110.

Teléfono: 52-722-2799990 Ext. 2113

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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO La bomba calorimétrica es un dispositivo utilizado para determinar el poder calorífico de un combustible cuando éste se quema a volumen constante, introduciendo cierta cantidad de combustible y oxígeno (presurizado) al interior de una bomba de oxígeno con elfin de propiciar la combustión. La bomba se coloca en el interior de un recipiente que contiene agua, de tal forma que ésta reciba el calor que libera el combustible. El proceso se realiza al interior de una camisa adiabática (para evitar flujo del calor hacia los alrededores) como se muestra en la figura 2.

Figura 2. Principio de funcionamiento.

El calor transferido al agua es diferente alpoder calorífico del combustible debido a múltiples factores que se deben tener en cuenta al momento de los cálculos y se destacan: • • • • El calor liberado por la formación de ácido nítrico. El calor liberado por la formación de ácido sulfúrico. El calor liberado por el alambre de ignición. El calor absorbido por la bomba.

Eduardo Monroy Cárdenas No 2000. San Antonio Buena Vista. Toluca.México. 50110.

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Cálculo del poder calorífico del combustible La entalpía de combustión (poder calorífico) se calcula haciendo uso de la .ecuación 1.

Donde: W T e1 e2 e3 Energía equivalente del calorímetro [Cal/ oC] Incremento detemperatura corregido [oC] Factor de corrección por liberación de calor (ácido nítrico) Factor de corrección por liberación de calor (ácido sulfúrico) Factor de corrección por liberación de calor del alambre de ignición

La energía equivalente del calorímetro se obtiene mediante la prueba de calibración haciendo uso de la ecuación 2.

Donde: H m T e1 e3 Poder calorífico de la muestra estándarde ácido benzoico [Cal/ °C] Masa de la muestra [g] Aumento de temperatura [oC] Factor de corrección por liberación de calor (ácido nítrico) Factor de corrección por liberación de calor del alambre de ignición

El incremento de temperatura corregido se calcula de acuerdo a la ecuación 3.

Tc Ta r1 r2 a b c

Temperatura en el punto c teniendo en cuenta el error de precisión del termómetro [oC]Temperatura antes del encendido del combustible teniendo en cuenta el error de precisión del termómetro [oC] Tasa de incremento de temperatura durante los primeros 5 minutos previos al encendido [oC] Tasa de incremento de temperatura durante los 5 minutos posteriores al período de quemado del combustible. Tiempo de quemado del combustible Tiempo en el que la temperatura alcanza el 60% del...
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