UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA-ENERGIA
LABORATORIO DE TERMODINAMICA II TRABAJO:
Informe Técnico
TEMA:
Bomba Calométrica de Junker
PROFESOR:
G. HORARIO:
Ing. PAEZ APOLINARIO ELISEO
01L
ALUMNOS(S): RODRÍGUEZ VÁSQUEZ SANTIAGO
080830F
CESAR EDUARDO CHAVEZ FLORES
9 92901G
CALLAO – PERÚ PERÚ
INTRODUCCION En nuestra vida diaria existe una serie de equipos y mecanismos para medir una serie de fenómenos que ocurren en nuestro entorno, por lo cual analizaremos un caso particular de un fenómeno químico, el cual trata del poder calorífico de la combustión. Donde se preguntara en que consiste la magnitud de poder calorífico, que nos mide. Cabe citar un ejemplo de ello, al quemar algún material, se inicia el proceso de combustión, por lo cual esta ardera intensamente liberando gran energía en forma de calor. Para nuestro ensayo termodinámico se verificara una serie valores para llegar a concluir y deducir la gran importancia que tiene su aplicación, en nuestra vida diaria.
CÁLCULO Y ANALISIS DEL PODER CALORIFICO A TRAVES DE LA BOMBA JUNKER OBJETIVOS -
Obtener conocimientos y aprender el manejo del equipo de la bomba calorimétrica de Junker. Determinar experimentalmente el valor o poder calorífico (superior o inferior) de un gas, haciendo uso de la Bomba Calorimétrica De Junker
MARCO TEÓRICO:
El Poder Calorífico:
El poder calorífico de un combustible es la máxima cantidad de calor que puede obtenerse de lo productos en una combustión completa, si estos productos se enfrían a la temperatura original en la mezcla de aire y combustible. Entre los productos de la combustión está presente el vapor de agua, el cual, dependiendo de la temperatura de los productos, puede permanecer como vapor, puede condensarse parcialmente o completamente. Como el vapor al condensar libera calor, mientras más condensado se forme, mayor calor se estará obteniendo del combustible. Esto permite diferenciar entre el Poder Calorífico Inferior (o neto) y Poder Calorífico Superior (o bruto). El Poder calorífico Inferior indica la cantidad de calor que puede propor cionar el combustible cuando toda el agua en los productos permanece como vapor, mientras el Poder Calorífico Superior indica el calor que puede liberar el combustible cuando toda el agua en los productos condensa.
Poder Calorífico de un Combustible Gaseoso:
Se determina por medio de un calorímetro para gas que es de tipo flujo continuo, el gas se quema en un mechero de Bunsen y los productos de la combustión pasan por tubos que están rodeados por agua circulante. Se mide el caudal en volumen de gas calorímetro, la circulación del agua se ajusta de modo que, al enfriar los productos de combustión a la temperatura de entrada del aire se mide el caudal del agua a través del calorímetro y se determina su aumento de temperatura, el calor recibido por e l agua es igual al valor calorífico del gas.
PROCEDIMIENTO: -
Conectar la manguera del botón de gas al regulador de presión. Conectar la manguera del regulador de presión al contador de gas. Conectar la manguera del contador al mechero. Conectar la manguera del agua al ingreso del contador. Conectar la manguera del contador al intercambiador de calor. Conectar la manguera de descarga en la válvula de dos vías Conectar el humidificador del aire. Conectar los termómetros y la probeta de 2000cc
A continuación observaremos una serie de imágenes explicando los pasos a seguir del procedimiento:
Se tiene el contador de gases, donde se observa sus respectivas conexiones, entre ellas tenemos la manguera de color verde por la cual se transporta el agua, así mismo la manguera de color ámbar transporta también transporta agua, por lo cual las mangueras azul y marrón transportan el gas propano.
Mangueras por donde pasa el agua.
Mangueras por donde pasa el gas
Se procede a encender el mechero, enseguida el contador de gases nos dará los datos de volumen y tiempo, así mismo la temperatura se elevara conforme vamos calentado en el combustión. Así mismo se desalojará una parte de agua, debido al que se condensa. Qu e servirá como dato adicional para el cálculo del poder calorífico superior y poder calorífico del vapor de agua condensado.
DATOS OBTENIDOS: N°/Elemento
AGUA
GAS(propano)
Te
Ts
Volumen
Volumen(L)
Tiempo
1
22
45
270
1
18s
2
22
45
520
1
18s
3
22
45
790
1
18s
4
22
45
1030
1
18s
5 6 7 8
MÉTODOS DE CÁLCULO: A continuación se detallan los cálculos con los primeros datos obtenidos
Calculo del Poder Calorífico Superior: Con el volumen del Agua y la densidad de esta se obtiene la masa:
= × Masa del Agua (m=ρ*V)Kg
1
0.2692251
2
0.5185076
3
0.7877327
4
1.0270439
Reemplazando en la Ecuación (1):
=
0.269 × 4,816 × (45 25) 1×
10−
= 22528.76 /
Calculo del Poder Calorífico Inferior: En la ecuación de combustión para el Propano (C 3H8):
+ ( + 3,76 ) → 12,0 + 0,2 + 6 + + Haciendo el Balance de la Ecuación:
: 3 = 12 + 0,2 → = 4,07
: 8 = 2 → = 16,28 : 2 = 12,8 × 2 + 0,2 + 3,5 × 2 + → = 26,24 : = 100 (12 + 6 + 0.2) = 81.8
16,28
= 116.28 →
=
Además:
= +
116.28 = 0,140 × 1 = 0.140
= 0,140
Calculo de la masa condensada (m k):
= ∗ = 0.005 Se obtiene hfg para la presión parcial mediante interpolación:
0.140 0.1 0.140 0.20 Luego, en la ecuación:
=
=
ℎ 2392.8 → ℎ = 2379/ ℎ 2358.8
0.005 × 2379 0.06
= 198.25/
Finalmente en la ecuación (2):
= 22528.76 198.25 = /
TABULACION DE RESULTADOS: X
Poder calorífico Superior(Ho)KJ/m^3
Poder Calorífico Inferior (Hu)
1
22528.75637
22330.50637
2
43388.71597
43190.46597
3
65917.47234
65719.22234
4
85943.03355
85744.78355
CONCLUSIONES: -
Con el desarrollo de esta experiencia se pudo conocer el funcionamiento y manejo de la Bomba calorimétrica de Junker. Se determinó experimentalmente los valores de Poder Calorífico Superior e Inferior para el combustible ensayado. La utilización del agua es fundamental para aumentar el poder calorífico, esto se debe a que absorbe oxigeno mediante el contador de gas.
RECOMENDACIONES: Antes de iniciar la experiencia se debe verificar el correcto funcionamiento del equipo y d e los materiales a usar, también se debe tener cuidado en el encendido del combustible. Verificar que las conexiones de las mangueras estén bien establecidas.
BIBLIOGRAFIA: -
Guía de Laboratorio Laboratorio del Ingeniero Mecánico – Jesé Seymour http://alumno.us.es/a/amaluqsen/termo2.pdf Libro de termodinámica Cengel.
ANEXOS
