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Trabalhos Rolan
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IPT/AcLeia.txt Como adquirir o AComb 5 Via Internet - R$ 200,00 1. Download dos arquivos no endereço: www.ipt.br/areas/dme/aet/informatica 2. Solicitação da senha via fax (011-3767-4784) com cópia do depósito bancário e todos os dados para a emissão da nota fiscal. Via Correio - R$ 225,00 1. Solicitação, via fax (011-3767-4784), do disco, manual e senha com cópia do depósito bancário e todos os dados para a emissão da nota fiscal. O Depósito Bancário deverá ser feito nominal ao Instituto de Pesquisas Tecnológicas SA Banco do Brasil SA Agência 0663-7 - Ceagesp SP C/C 78.500-8 ou Banco Nossa Caixa SA Agência 1178-9 PAB IPT SP C/C 13.000003-4 Para outras informações entrar em contato com: Clayton Fernandes Tel: 011-3767-4797 Fax: 011-3767-4784 e-mail: clayton@ipt.br IPT/AComb5.exe IPT/AComb5.Ini [AC_Senha] Senha=sapato [frameMis] edH=0 MiUnitH=1 edC=0 MiUnitC=1 edO=0 MiUnitO=1 edN=0 MiUnitN=1 MiUnitS=1 edS=0 edZ=0 MiUnitZ=1 edVazao=0 edTemp=273,149993896484 edArEst=0 edUmidade=0 edPCs=0 edPCi=0 edCp=0 MiUnitVazao=2 MiUnitTemp=0 MiUnitArEst=0 MiUnitUmidade=1 MiUnitPcs=0 MiUnitPCi=0 MiUnitCp=0 edPot=0 edUnitPot=0 edTxEmCO2=0 edUnitTxEmCO2=3 edTxEmSO2=0 edUnitTxEmSO2=3 [frameGas] edH2O=6,44026249647141E-02 edUnitH2O=1 edO2=0,150000005960464 edUnitO2=1 edN2=0,759201526641846 edUnitN2=1 edCO2=2,63958647847176E-02 edUnitCO2=1 edSO2=0 edUnitSO2=1 edMol=28,3895511627197 edV=0,740599989891052 edUnitV=0 edCp=0,975685775279999 edUnitCp=0 edPCIVol=717,189636230469 edUnitPCIVol=0 edH=291,750122070313 edUnitH=0 edRo=0,763487160205841 edUnitRo=0 edPot=216,07014465332 edUnitPot=0 edTa=942,04638671875 MathUnit1=0 edTg=453,149993896484 MathUnit2=0 [Ac_Cf] PP=C:\Documents and Settings\Globo03\Desktop\Maquinas\IPT Ed=0 CFN=Comb.cbt [AcUnDlg] uT=0 MathUnit1=4 MathUnit2=2 MathUnit3=2 MathUnit4=2 MathUnit5=0 MathUnit6=1 MathUnit7=1 MathUnit8=0 MathUnit9=0 [|rameMis] edH=0 MiUnitH=1 edC=0 MiUnitC=1 edO=0 MiUnitO=1 edN=0 MiUnitN=1 MiUnitS=1 edS=0 edZ=0 MiUnitZ=1 edVazao=0 edTemp=273,149993896484 edArEst=0 edUmidade=0 edPCs=0 edPCi=0 edCp=0 MiUnitVazao=2 MiUnitTemp=0 MiUnitArEst=0 MiUnitUmidade=1 MiUnitPcs=0 MiUnitPCi=0 MiUnitCp=0 edPot=0 edUnitPot=0 edTxEmCO2=0 edUnitTxEmCO2=3 edTxEmSO2=0 edUnitTxEmSO2=3 IPT/Briquete.bio IPT/Comb.cbt IPT/Cp.cds IPT/Eduardo Rombaldi.cbt IPT/Formolo1.cbt IPT/GLP.mga IPT/GN1.mga IPT/GN2.mga IPT/GN_D.mga IPT/Hc.cds IPT/Lenha Eucalipto.bio IPT/License.rtf Contrato de licença de uso Pelo presente, o Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo S.A. na qualidade de licenciador, aqui denominado IPT, e V.Sa., na qualidade de usuário final, aqui denominado LICENCIADO, concordam em aceitar os termos abaixo: 1. Programa licenciado: Por programa licenciado entende-se o AComb 5 - Combustão Industrial, na versão indicada no Guia do Usuário e Referência e nos discos ou disquetes, com todos os seus módulos constituintes. 2. Licença: O IPT garante ao LICENCIADO o direito não exclusivo e não transferível de uso do programa licenciado para seu uso próprio e em um único computador, sem qualquer restrição quanto às aplicações. 3. Restrições: É vedado ao LICENCIADO vender, transferir ou ceder a terceiros o programa e sua respectiva documentação, seja de forma remunerada ou gratuita. 4. Reprodução: O LICENCIADO tem direito de instalar e reinstalar o programa licenciado em um único computador. É expressamente proibida a confecção de qualquer cópia, integral ou parcial, do disquete do programa licenciado ou da respectiva documentação. 5. Validade: A validade deste contrato tem início no ato da aquisição do programa licenciado e persiste por prazo indeterminado, ou até que seja finalizado por solicitação do LICENCIADO ou por descumprimento por este das condições deste contrato. 6. Garantia: O IPT garante, por um período de 6 (seis) meses a contar da data de aquisição pelo LICENCIADO, que o programa licenciado irá desempenhar todas as funções descritas na documentação. Caso o programa não funcione conforme descrito na documentação, a responsabilidade do IPT limita-se a substituir a cópia do programa por outra que funcione conforme a documentação. 7. Limites de Responsabilidade: Em nenhum caso será responsabilidade do IPT o reembolso de qualquer dano, perda de lucros ou quaisquer perdas eventuais causadas pelo uso ou pela inabilidade no uso do programa licenciado, mesmo que haja aviso destas possibilidades ou que haja demanda por terceiros IPT/ManualAComb.doc �PAGE � �PAGE �2� AComb 5.0 - Combustão Industrial AComb( 5 Combustão Industrial Guia do Usuário e Referência - versão 5.02 Agosto de 2003 IPT INSTITUTO DE PESQUISAS TECNOLÓGICAS DO ESTADO DE SÃO PAULO S. A �Sumário Introdução 2 Instalando o Programa 3 Rodando o Programa 3 Começando com dois exemplos 4 Exemplo 1 4 Interpretando os resultados 8 Exemplo 2 9 Base seca ou úmida & Teor mássico ou volumétrico 14 Mistura de Combustíveis 16 Exemplo 3 17 Hipóteses para o Exemplo 3 17 Nomenclatura para o Exemplo 3 17 Temperatura adiabática dos gases de combustão 20 Exemplo 4 20 Hipóteses para o Exemplo 4 21 Nomenclatura para o Exemplo 4 21 Bancos de Dados 25 Critérios para inserção e atualização no banco de combustíveis 25 Critérios para inserção e atualização no banco de hidrocarbonetos 26 Referência 27 Nomenclatura 27 Hipóteses Gerais 28 Caracterização 28 Limitações 28 Referências bibliográficas 28 Composição típica de alguns gases combustíveis 29 �Como contatar o IPT Endereço Instituto de Pesquisas Tecnológicas – IPT Agrupamento de Engenharia Térmica Cidade Universitária Armando de Salles Oliveira – Butantã CEP 05508-901 - São Paulo – SP Telefone (011) 3767-4797 ou 3767-4520 Fax (011) 3767-4784 Internet www.ipt.br e-mail acomb@ipt.br Introdução O aplicativo AComb foi desenvolvido para auxiliar nos cálculos rotineiros relativos à combustão industrial de líquidos, sólidos, gases ou de suas misturas. Permite rapidamente calcular, entre outros: O excesso de ar de combustão a partir do teor de O2 (ou CO2) nos gases de combustão. Teor máximo de CO2 nos gases de combustão. A massa de ar estequiométrico. A temperatura dos gases de combustão em função do excesso de ar de combustão. A composição mássica e volumétrica dos gases de combustão, bem como entalpia, calor específico, densidade e massa molecular. Tanto em base seca como em base úmida. A vazão mássica, ou volumétrica, dos gases de combustão, secos ou úmidos. O poder calorífico, densidade, massa molecular, calor específico e índice de Wobbe de hidrocarbonetos e suas misturas. Tanto para teor volumétrico como para mássico e tanto para base úmida com para base seca. O combustível equivalente de uma mistura de combustíveis (seja para sólidos, líquidos ou gases). Além disto, o AComb implementa uma série de facilidades que permite ao usuário: Manipular combustíveis gasosos em qualquer teor, mássico ou volumétrico. O aplicativo se encarrega de calcular a densidade. Trabalhar em qualquer sistema de unidades, sem necessidade de coerência. O próprio aplicativo se encarrega das necessárias transformações. Inserir dados tanto em base úmida como em base seca, e teores mássicos ou volumétricos. Arquivar, separada ou conjuntamente, os componentes de uma mistura de combustíveis. Isto permite ao usuário montar uma biblioteca de combustíveis de seu interesse. Alterar o teor de O2 no ar de combustão quando se deseja uma combustão com ar enriquecido. Trabalhar com unidades mistas tais como kg/h e m3/h ou kJ/kg e kJ/m3. Analisar individualmente os combustíveis componentes de uma mistura de combustíveis. Editar valores em forma de expressões. Assim é possível, por exemplo, digitar para a temperatura dos gases o valor de 300 - 273.15 oC (ou seja 26,85 oC). Esta nova versão incorpora ferramentas que permitem: Utilizar os gases de exaustão de uma Turbina a Gás como comburente de uma combustão. Configurar uma Turbina a Gás e calcular os gases de exaustão para ser usado como comburente em uma outro combustão Imprimir os dados e resultados de uma simulação Calcular a taxa de emissão (massa de CO2 produzida por energia disponível no combustível) Calcular a vazão de combustível para uma dada potência do combustível O programa considera quatro tipos de combustíveis: Óleos, por exemplo, 2A. da Petrobrás Misturas gasosas, por exemplo, gás natural. Biomassa, por exemplo, bagaço de cana e Carvão mineral. Permitindo trabalhar com misturas destes combustíveis. Por exemplo, uma caldeira queimando borra de café e óleo 3A simultaneamente. Instalando o Programa Ambos AComb e seu programa de instalação são aplicações para Windows 2000 ou compatível. Para instalar o programa em seu microcomputador basta rodar o programa de instalação AC.EXE e seguir as instruções apresentadas no programa de instalação. O programa de instalação criará um diretório contendo todos os arquivos necessários para rodar o programa. Criará também um ícone na sua lista de Programas do Menu Iniciar. Caso você não altere as instruções do programa de instalação, este ícone se chamará Acomb 5 . Rodando o Programa Após a instalação do programa, para rodá-lo basta : clicar com o mouse sobre o botão Iniciar do Windows 2000 clicar sobre o ícone Programas, clicar sobre o ícone AComb 5, clicar, novamente, sobre o ícone AComb 5 e, finalmente, digitar a senha do programa. Você não precisará digitar a senha futuramente. Uma vez digitada corretamente ela não será requerida nas próximas utilizações do programa. Caso você digite a senha errada o programa entrará no modo demonstração com limitadas operações e rodará por apenas alguns minutos. Começando com dois exemplos Através de dois exemplos iniciais vamos ver como é simples e rápido utilizar o AComb nos cálculos rotineiros de quem trabalha com combustão industrial. Exemplo 1 Calcular a composição dos gases de combustão em um equipamento queimando Óleo 2 A da Petrobrás. Figura 1 A janela principal do AComb A Figura 1 apresenta a janela principal do AComb. É através dela que inserimos os dados e calculamos os parâmetros da combustão. Figura 2 Lista de combustíveis vazia O primeiro passo para iniciar qualquer trabalho é inserir um combustível. Clique com o botão direito do mouse sobre a lista de combustíveis. Figura 3 Menu dos tipos de combustíveis No menu dos tipos de combustíveis clique, com o mouse, sobre Inserir Óleo Combustível. Figura 4 Janela do óleo combustível com combustível genérico A Figura 4 apresenta a janela para a inserção e atualização dos dados relativos a óleo combustível. Observe que ela já vem preenchida com um óleo genérico chamado Óleo Combustível 1. Não é o óleo 2 A do nosso exemplo, portanto temos que alterá-lo. Podemos digitar os valores corretos para o nosso óleo ou, de uma maneira mais fácil, podemos importar estes dados do Banco de Dados de Combustível. Figura 5 Barra de comando da janela de óleo combustível Para importar os dados de um óleo do banco de combustíveis basta clicar sobre o botão de comando Importar Combustíveis. Figura 6 Banco de dados de Combustíveis No banco de combustíveis selecione, com o mouse, o combustível desejado, no nosso caso o óleo 2 A. Então clique sobre o botão de comando exportar. Você também poderá dar dois cliques sobre o combustível desejado. Figura 7 Janela do óleo combustível com óleo 2 A Observe que, uma vez importados os dados de um combustível, o programa calcula o Ar Estequiométrico para este combustível. No nosso exemplo, óleo 2 A, são necessários 13,414 kg de ar seco por kg de combustível, ou 13,548 kg de ar úmido por kg de combustível. Você pode alterar os dados do combustível segundo suas necessidades e então aceitá-los clicando o botão Ok. Figura 8 Lista de combustíveis com óleo 2A Observe que, agora, você está trabalhando com um combustível relacionado na Lista de combustíveis, Figura 8. Sempre que houver algum combustível nesta lista o programa apresentará, na página Chaminé (Lb,Tg), as propriedades dos gases de combustão, Figura 9. Estas propriedades poderão ser apresentadas em base seca ou úmida e em teor mássico ou volumétrico. Baseado no Coeficiente de Ar – Lb - o AComb recalcula, sempre que necessário, os parâmetros afins (Teores de O2 e CO2 nos gases de combustão). � Sempre que pertinente é possível obter os valores calculados referentes à massa ou ao volume. Por exemplo, na Figura 9, pode-se alterar a unidade da vazão dos gases de combustão de 1355,6 kg/h para 6186 m3/h. O programa faz esta conversão segundo a densidade do gás 0,21914 kg/m3. Note que esta densidade é função da temperatura dos gases de combustão, no exemplo 800 oC. Figura 9 Teores dos gases de combustão para o óleo 2 A Observe que a composição apresentada na página Chaminé (Lb,Tg), Figura 9, é a composição volumétrica em base seca. O AComb permite que você altere a apresentação tanto para o teor mássico como para a base úmida. Figura 10 Opções para a base e teor Para alterar tanto a base como o teor basta clicar sobre as opções correspondentes. � O AComb considera os gases perfeitos. Portanto o teor molar é o teor volumétrico. Interpretando os resultados Os teores dos gases de combustão, apresentados nas Figura 8 e 9, referem-se a uma combustão estequiométrica, pois o valor da variável Lb (coeficiente de ar) é igual a 1 (ou 100 %). Também, é importante notar, que estes dados referem-se à temperatura de 800 oC (valor da variável Tg). Além disto, tais valores são função das variáveis Base (seca ou úmida) e Teor ( mássico ou volumétrico). Alterando-se o valor de qualquer uma destas variáveis (Lb, Tg, Base ou Teor) altera-se os valores apresentados na Figura 9. Figura 11 Alterando os dados do ar de combustão Sempre é possível alterar os dados de entrada para uma outra situação. Experimente alterar o coeficiente de ar - Lb - para 140%. Ou seja excesso de ar de 40%. O programa recalculará os novos teores para os gases de combustão, como mostrado na Figura 12. Figura 12 Teores volumétricos, ou molares, em base seca para os gases de combustão com excesso de 40% Exemplo 2 Neste exemplo vamos calcular qual o excesso de ar para uma combustão de GLP com teor de O2 na chaminé de 8%. O primeiro passo é limpar a lista de combustíveis. Para isto você pode acionar a opção Arquivo|Novo do menu principal ou utilizar o botão de comando Excluir combustível da barra de tarefas, como mostrado na Figura 13. Figura 13 Barra de tarefas da janela principal. O próximo passo é inserir o combustível desejado. No nosso exemplo vamos usar o GLP formado pela mistura de 50% propano e 50% n-butano, em teor volumétrico. Para introduzir o novo combustível siga os passos iniciais apresentados no Exemplo 1: clique com o botão direito do mouse sobre a lista de combustíveis clique sobre o tipo de combustível desejado, no nosso caso: mistura gasosa. Figura 14 Janela de Mistura Gasosal A Figura 14 apresenta a janela de inserção e atualização de dados de combustíveis formados por misturas de gases. O AComb fornece ao usuários todas as facilidades para estas operações, tornando-as simples e rápidas. O GLP é formado por dois hidrocarbonetos: propano e n-butano. Temos, portanto de inseri-los na lista de componentes da mistura. Figura 15 Botão para acessar o banco de componentes gasosos Clique sobre o botão Inserir Componente na barra de tarefas, Figura 15. O AComb apresentará o banco de dados dos hidrocarbonetos, como mostra a Figura 16. Figura 16 Banco de dados de hidrocarbonetos Selecione o componente desejado, no nosso caso vamos selecionar o propano (C3H8). Então, através do botão de comando Inserir Componentes - Figura 17, insira os dados relativos ao propano e butano para a lista de componentes da mistura gasosa. Figura 17 Barra de tarefas do banco de hidrocarbonetos Figura 18 Lista de componentes gasosos com o componente propano Após a importação dos dados relativos ao propano e ao butano a lista de componentes se apresentará como mostra a Figura 18. � Observe que, para o AComb, o teor Molar é o mesmo que teor volumétrico, pois estamos considerando os gases ideais. Agora é necessário apenas digitar as frações molares (ou mássicas). No nosso exemplo temos as frações molares de 50% para ambos Figura 19 Lista de componentes gasosos para o GLP Figura 20 Propriedades da mistura gasosa Observe que o programa atualiza, sempre que se altera a composição dos componentes, as propriedades da mistura, como mostra a Figura 20. As propriedades da mistura apresentadas são: Diferença: é a diferença entre o somatório dos teores e a unidade Mol : massa molecular da mistura PCs : poder calorífico superior da mistura Pci: poder calorífico inferior da mistura Cp: calor específico da mistura Densidade: massa por unidade de volume da mistura Wobbe: índice de Wobbe da mistura. O AComb permite alterar as unidades destas propriedades, assim é possível calcular, por exemplo, qual o poder calorífico da mistura em base volumétrica. Para isto basta alterar a unidade do PCs para, por exemplo, MJ/m3, como mostra a Figura 21. Figura 21 Propriedades da mistura gasosa � Lembre-se que o AComb utiliza a densidade para transformar as unidades mistas (por exemplo de kJ/kg para kJ/m3). A densidade é função da temperatura (no nosso exemplo a temperatura da mistura é de 25 oC), portanto a transformação de unidade que envolve mudança de massa para volume depende da temperatura. Antes de encerrar a inserção do combustível GLP vamos salvá-lo em um arquivo. Este procedimento é recomendável pois voltaremos a utilizar este mesmo combustível. Para tanto altere o Nome da mistura para GLP e clique no botão Salvar Mistura da barra de ferramentas. Para prosseguir, com o exemplo, clique no botão Ok e volte à janela principal, onde a lista de combustíveis deve estar como mostra a Figura 22. Figura 22 Lista de combustíveis com o gás GLP Em nosso exemplo queremos calcular o excesso de ar, para o GLP, com o teor de O2, na chaminé, de 8%. Portanto o próximo passo é entrar com este dado, como mostra a Figura 23. Figura 23 Entrada de dados para os gases de combustão Figura 24 Cálculo dos parâmetros da combustão O final do nosso exemplo 2 é um excesso de ar de 56,94 % �Base seca ou úmida & Teor mássico ou volumétrico Quando se trabalha com misturas gasosas é possível representar a sua composição, ou umidade, de 4 maneiras equivalentes, porém diferentes: Teor mássico base seca Teor mássico base úmida Teor volumétrico base seca e Teor volumétrico base úmida � O AComb considera os gases perfeitos. Portanto o teor molar é o teor volumétrico. Para ilustrar as possíveis configurações vamos supor a seguinte mistura de combustível formada por: 40 g de hidrogênio 32 g de metano e 18 g de água, estado vapor Vamos considerar, para efeito ilustrativo, as seguintes massas moleculares aproximadas: MolH2 = 2 MolCH4 = 16 e MolH2O = 18 Para esta mistura teremos: 20 moles de hidrogênio (40/2) 2 moles de metano (32/16) e 1 mol de água (18/18) Assim podemos calcular a umidade da mistura de diversas formas: Umidade mássica em base seca = 18/(40 + 32) = 25 % Umidade mássica em base úmida = 18/(40 + 32 + 18) = 20 % Umidade volumétrica em base seca = 1/(20 + 2) = 4,545 % Umidade volumétrica em base úmida = 1/(20 + 2 + 1) = 4,348 % Todos estes valores representam a mesma umidade. O mesmo vale para os teores dos componentes, por exemplo o teor de hidrogênio pode ser dado como: Teor mássico em base seca = 40/(40 + 32) = 55,56 % Teor mássico em base úmida = 40/(40 + 32 + 18) = 44,44 % Teor volumétrico em base seca = 20/(20 + 2) = 90,91 % Teor volumétrico em base úmida = 20/(20 + 2 + 1) = 86,96 % Todos estes valores representam o mesmo teor de hidrogênio. �Mistura de Combustíveis É comum, na indústria, o uso de mais de um tipo de combustível em um mesmo equipamento, por exemplo uma caldeira de vapor queimando óleo combustível e borra de café simultaneamente ou um forno queimando óleo combustível e gás de aciaria. A dificuldade de se trabalhar com misturas de combustíveis, principalmente quando se trata de misturas de óleos e combustíveis gasosos, é a caracterização de ambos. Enquanto óleos combustíveis são caracterizados pela sua composição mássica - análise elementar - os combustíveis gasosos são caracterizados pelos teores volumétricos de seus componentes. É necessário, portanto, normalizar a caracterização dos combustíveis para se trabalhar com suas misturas. O AComb resolve esta questão criando um combustível equivalente que resulte na mesma combustão, ou seja os mesmos gases de combustão à mesma temperatura. Figura 26 Como o AComb vê os combustíveis � O AComb sempre trabalha considerando uma mistura de combustíveis. Quando se tem apenas um combustível esta mistura terá apenas um elemento. A Figura 26 ilustra como o programa manipula esta mistura. Suponha um equipamento queimando, simultaneamente, três combustíveis: Óleo 2A, GLP e GAF. O programa cria, a partir das características destes três combustíveis e de suas vazões mássicas (ou volumétricas), um combustível equivalente que resulte na mesma combustão - ou seja os mesmos gases de combustão à mesma temperatura. Assim, para a Figura 26, o programa criará, internamente, um combustível equivalente, com vazão mássica de 75 kg/h. Exemplo 3 Como exemplo de uso de misturas de combustíveis vamos estimar a eficiência de um gerador de vapor trabalhando com: Óleo 2A : 50 % em massa GLP : 50% em massa Teor de O2 dos gases de combustão: 4 % Temperatura dos gases de combustão: 400 oC Com apenas estes dados é possível obter uma boa estimativa da eficiência de um gerador de vapor independente de suas características nominais. Hipóteses para o Exemplo 3 Como base de cálculo vamos adotar consumo de combustível = 1 kg/s perdas para o ambiente e purga desprezíveis temperatura dos combustíveis 20 oC. Nomenclatura para o Exemplo 3 Vamos adotar a seguinte nomenclatura: Vg: vazão mássica dos gases de combustão em base úmida [kg/s] Hg: entalpia específica dos gases em base úmida [kJ/kg] Mc: vazão mássica do combustível em base úmida [kg/s] PCi: poder calorífico inferior do combustível em base úmida [kJ/kg] Pu: potência útil (parcela de energia transferida a água por unidade de tempo) [kW] Pt: potência total (total de energia contida no combustível por unidade de tempo) [kW] Ef : eficiência Como uma estimativa, podemos escrever: � Vamos agora calcular cada um destes termos. Para iniciar temos de inserir, como mostrado nos Exemplos 1 e 2, o óleo 2 A e o gás GLP. Observe, durante a inserção dos combustíveis: alterar as vazões mássicas de cada combustível para 0,5 kg/s não é necessário recompor o GLP, uma vez que, como sugerido no Exemplo 2, ele está salvo em arquivo. Portanto basta abri-lo. Após a inserção dos combustíveis a janela principal deve estar como mostra a Figura 27. Na página Mistura, da janela principal, é apresentado o combustível equivalente e aqui já temos dois valores que precisamos: Mc = 1,0 kg/s, nossa hipótese e, PCi = 43,672 kJ/kg. Figura 27 Janela principal do Exemplo 3 � É possível, quando se tem mais de um combustível na mistura de combustíveis, desabilitar um ou mais combustíveis desta mistura clicando com o mouse sobre o pequeno quadro à esquerda do nome do combustível. Assim é possível obter rapidamente os parâmetros para a combustão individual de cada combustível componente de uma mistura. Para calcular os outros valores, relativos aos gases de combustão, temos antes de calcular o excesso de ar da combustão. Para isto vamos utilizar os dados do problema: teor de O2 nos gases de combustão igual a 4% e temperatura de 400 oC. Digite-os nos quadros apropriados como mostrado na Figura 28. Figura 28 Dado de teor de O2 e temperatura dos gases de combustão do Exemplo 3 Automaticamente o AComb calcula o Excesso de Ar relativo aos dados digitados. Veja Figura 29. Figura 29 Cálculo do excesso de ar do Exemplo 3 Altere a base para Úmida e o Teor para Mássico e vá à página Chaminé (Lb,Tg) como mostrado na Figura 31. Figura 31 Vazão e Entalpia dos gases de combustão para o Exemplo 3 Portanto temos: Vg = 18,84 kg/s e Hg = 629,0 kJ/kg e, finalmente, podemos calcular a eficiência: �Temperatura adiabática dos gases de combustão Uma das mais importantes funções do AComb é o cálculo do excesso de ar em função da temperatura adiabática dos gases de combustão - Lb = f(Tg). Dado um combustível, e sua temperatura, e supondo desprezível a troca de calor com o ambiente, é possível determinar a temperatura dos gases de combustão em função do excesso de ar através do balanço de energia entre os insumos e produtos da combustão. O inverso também, conhecendo-se a temperatura dos gases de combustão é possível calcular, para um processo adiabático, o excesso de ar da combustão. O gráfico da Figura 33 mostra esta função para o gás natural. Figura 33 Excesso de ar de combustão Para ilustrar esta função vamos resolver o seguinte exemplo. Exemplo 4 Uma operação unitária, por exemplo um secador, necessita de 10000 m3/h de gases a 400 oC. Para tanto está sendo proposto um gerador de gases quentes para trabalhar com gás natural, Figura 32. Calcule a vazão volumétrica no ventilador de ar de diluição. Figura 32 Esquema para o Exemplo 4 Para resolver o problema proposto vamos seguir os seguintes passos: Dada a temperatura dos gases desejada , 400 oC, pode-se calcular o excesso total de ar (primário mais diluição). Conhecendo-se o excesso de ar total e a vazão de gases desejada, 10000 m3/h, é possível, pelo balanço de massa, calcular a vazão de combustível necessária. Finalmente, com a vazão de combustível e admitindo-se um excesso de ar primário recomendado para a queima de gás natural, pode-se calcular a vazão mássica de diluição. Hipóteses para o Exemplo 4 Como base de cálculo vamos adotar Temperatura do ar: 20 oC Temperatura do combustível: 20 oC Perda para o ambiente desprezível Gases perfeitos Excesso de ar primário: 10 % (para queima de gás natural) Nomenclatura para o Exemplo 4 Vamos adotar a seguinte nomenclatura mc: vazão mássica de combustível mg: vazão mássica de gases de combustão map: vazão mássica de ar primário mad: vazão mássica de ar de diluição mat: vazão mássica de ar total (mat = map + mad) Lbp: coeficiente de ar primário Lbt: coeficiente de ar total ArEst: massa de ar estequiométrico por unidade de massa de combustível Podemos escrever, para o balanço de massa do gerador de gás: da definição do coeficiente de ar temos: substituindo o valor de mat: ou reescrevendo a equação: Esta equação nos dá a vazão mássica de combustível em função do coeficiente de ar total - Lbt - e do ar estequiométrico ArEst. Segundo nossas hipóteses, o coeficiente de ar total é função apenas da temperatura dos gases de combustão e, sendo o combustível conhecido - gás natural, o ArEst também é conhecido. Vamos calcular, pelo AComb, estes dois fatores. O primeiro passo é inserir o gás natural, como mostrado na Figura 34. Não se preocupe com a vazão, pois esta nós ainda vamos calcular. Aqui o importante é o ar estequiométrico em base úmida - ArEst = 16,627 Figura 34 Inserção do gás natural Agora o próximo passo é calcular o coeficiente de excesso de ar. Vá para a janela principal do programa, Figura 35, e altere o valor da temperatura dos gases de combustão para 400 oC. Figura 35 Alteração da temperatura dos gases de combustão Na página Parâmetros clique sobre o botão Lb(Tg). O valor do coeficiente de ar, para a temperatura de 400 oC é de 7,0582. Transporte este valor para os dados do Ar de Combustão clicando o botão à direita do resultado. Veja Figura 36. Figura 36 Cálculo do coeficiente de excesso de ar O último passo será calcular a densidade do gás - Ro, pois estamos trabalhando com balanço de massa e o nosso dado está em volume - 10.000 m3/h de gases quentes. Para calcular a densidade deste gás basta ir à página Chaminé(Tg,Lb), como mostra a Figura 37. Portanto a densidade dos gases de combustão para uma temperatura de 400 oC e coeficiente de excesso de ar igual a 7,0582 é igual a 0,52844 kg/m3. Lembre-se que devemos trabalhar em base úmida, pois estamos considerando a totalidade dos gases de combustão. Figura 37 Cálculo do coeficiente de excesso de ar Finalmente podemos calcular a vazão mássica de combustível. Com a vazão de combustível é possível calcular as vazões de ar primário e de diluição. Assim teremos, para um coeficiente de excesso de ar primário igual a 10 %: Analogamente para o ar de diluição, cujo coeficiente de ar será a diferença entre o coeficiente de ar total e o coeficiente de ar primário, teremos: Tomando-se a densidade do ar a 20 oC igual a 1,2 kg/m3 a vazão volumétrica no ventilador de ar de diluição será de 3646,6 m3/h. �Bancos de Dados O AComb trabalha acoplado a dois bancos de dados assim divididos: Banco de Combustíveis, para combustíveis líquidos e sólidos, onde a caracterização se dá pela composição mássica elementar, como, por exemplo, todos os óleos da Petrobrás, madeira, borra de café, carvão, etc. Banco de Hidrocarbonetos, para os componentes dos combustíveis gasosos, onde a caracterização se dá pelo teor volumétrico destes componentes, como por exemplo, metano, propano, CO, etc. Os bancos podem ser atualizados segundo a necessidade do usuário. Para tanto basta abrir a janela correspondente via menu Banco de Dados da janela principal. Para inserir ou atualizar os dados destes bancos é necessário seguir alguns critérios. Figura 38 Banco de dados dos combustíveis Critérios para inserção e atualização no banco de combustíveis Para inserir ou atualizar dados no banco de combustíveis observe que: todos os dados são em base seca os teores elementares são mássicos e em porcentagem, a unidade para o PCs, poder calorífico superior, é a unidade escolhida na barra de tarefas, Figura 33. a unidade para o Cp, calor específico, é a unidade escolhida na barra de tarefas, Figura 39. Figura 39 Barra de tarefas do banco de combustíveis Figura 40 Banco de dados dos hidrocarbonetos Critérios para inserção e atualização no banco de hidrocarbonetos Para inserir dados no banco de hidrocarbonetos observe que: todos os dados são em base seca, a caracterização se dá pelo número de átomos do elemento no componente, por exemplo o metano, CH4, será inserido como C = 1 e H = 4, a unidade para PCs, poder calorífico superior, é a unidade escolhida na barra de tarefas, Figura 40. Quando a unidade do poder calorífico superior for em base volumétrica, o programa considera que o componente está a 1 atm e 0 oC (CNPT). O Cp, calor específico do componente, é dado em termos de parâmetros do polinômio: para Cp em J/mol/K e T em K. Uma excelente fonte bibliográfica para esta propriedade é o livro de Robert C. Reid, veja nas referências bibliográficas. As temperaturas mínima e máxima (Min e Máx) são utilizadas para o cálculo do Cp da seguinte forma: para uma temperatura T entre o intervalo Min e Máx Cp = Cp(T) para uma temperatura T menor que Min Cp = Cp(Min) para uma temperatura T maior que Max Cp = Cp(Max) Figura 41 Barra de tarefas do banco de hidrocarbonetos Referência Nomenclatura Ar Est Ar de combustão estequiométrico. Definido como a massa necessária de ar para a reação estequiométrica por unidade de massa do combustível c teor mássico de carbono no combustível em base seca h teor mássico de hidrogênio no combustível em base seca H entalpia específica dos gases de combustão Lb coeficiente de ar de combustão. É a relação entre a massa atual e a massa estequiométrica de ar de combustão. O excesso de ar pode ser calculado como: Excesso de Ar = Lb - 1 n teor mássico de nitrogênio no combustível em base seca o teor mássico de oxigênio no combustível em base seca PCi poder calorífico inferior do combustível PCi/Vol coeficiente para os gases de combustão. É a relação entre o poder calorífico inferior do combustível e o volume - ou massa - de gases de combustão formado. É função do excesso de ar. PCs poder calorífico superior do combustível Ro densidade s teor mássico de enxofre no combustível em base seca T Ar temperatura do ar de combustão Tg temperatura dos gases de combustão TO2 Ar teor volumétrico - ou molar - de oxigênio do ar de combustão em base seca W Ar umidade absoluta do ar de combustão em base seca Wobbe índice de Wobbe, definido para misturas gasosas de combustíveis hidrocarbonetos como a relação: onde PCi: poder calorífico inferior da mistura , (: densidade da mistura @ 25 oC (ar : densidade do ar @ CNPT z teor mássico de cinzas no combustível em base seca Hipóteses Gerais Os combustíveis são formados por átomos de C - carbono H - hidrogênio N - nitrogênio O - oxigênio S - enxofre todo carbono é oxidado a CO2; todo enxofre é oxidado a SO2; não há formação de NOx; os gases de combustão são isento de particulado (combustível não reagido ou cinza) o ar e os gases de combustão são ideais; temperatura de referência é 0,01 oC - temperatura do ponto triplo da água; para o cálculo das entalpias a referência é a água líqüida saturada à temperatura de 0,01 oC; . Caracterização Para os combustíveis óleo, biomassa e carvão mineral a caracterização se dá pela análise elementar (teores mássicos dos átomos constituintes). Para os combustíveis gasosos hidrocarbonetos a caracterização se dá pela composição volumétrica - ou molar - de seus componentes. Limitações A temperatura máxima para os gases de combustão é de 2500,0 oC O coeficiente de ar - Lb - é sempre maior ou igual a 1,0. Para o cálculo do coeficiente de ar - Lb - a partir da temperatura dos gases de combustão - Tg - o valor de Lb é limitado a 50,0. Referências bibliográficas IPT - Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo, Manual de Recomendações e Conservação de energia na indústria de celulose e papel, São Paulo, 1985 Perry, Robert H. et all. Chemical Engineers´ Handbook, McGraw-Hill, New York, 1963. Szargut, Jan et all. Exergy analysis of thermal, chemical, and metallurgical processes, Hemisphere P. C., New York, 1988 Geerssen, Theo M., Physical properties of natural gases, N. V. Nederdandse Gasunie, Groningen, 1980. Reid, Robert C et all. The properties of gases & liquids, 4 edition, McGraw-Hill, New York, 1987 Composição típica de alguns gases combustíveis H2 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 CO CO2 O2 N2 Gás Natural 89,35 8,03 0,78 0,07 0,01 0,48 1,28 GLP 50,0 50,0 Gás de Refinaria 13,5 37,3 32,7 2 0,9 13,6 Gás de Nafta 43,2 32,8 0,6 2,5 20,9 Gás de Alto Forno 2,7 22,0 21,3 54,0 Gás de Coqueria 62,2 27,7 2,7 5,8 1,3 0,2 0,1 Gás de Aciaria 0,3 66,0 17,1 1,0 15,6 _952266886.unknown _980857164.doc _1118124178.doc _952776729.doc Gás natural Ar primário Ar diluição 400 oC 10000 m3/h ? _952267195.unknown _952322291.unknown _952322891.unknown _952323379.unknown _952267256.unknown _952266935.unknown _951319134.unknown _951545531.unknown _951547870.unknown _932818522/ole-[52, 49, 46, 46, FC, 06, 00, 00] _924435643.doc �������������������������������������������������������������������������������� _924445807.unknown _924338702/ole-[52, 49, 46, 46, FC, 06, 00, 00] _924359921/ole-[52, 49, 46, 46, FC, 06, 00, 00] IPT/ManualAComb.pdf AComb 5 Combustão Industrial Guia do Usuário e Referência - versão 5.03 Agosto de 2003 IPT INSTITUTO DE PESQUISAS TECNOLÓGICAS DO ESTADO DE SÃO PAULO S. A AComb 5.0 - Combustão Industrial 1 Sumário Introdução 2 Instalando o Programa 3 Rodando o Programa 3 Começando com dois exemplos 4 Exemplo 1 4 Interpretando os resultados 8 Exemplo 2 9 Base seca ou úmida & Teor mássico ou volumétrico 14 Mistura de Combustíveis 16 Exemplo 3 17 Hipóteses para o Exemplo 3 17 Nomenclatura para o Exemplo 3 17 Temperatura adiabática dos gases de combustão 21 Exemplo 4 21 Hipóteses para o Exemplo 4 22 Nomenclatura para o Exemplo 4 22 Bancos de Dados 26 Critérios para inserção e atualização no banco de combustíveis 26 Critérios para inserção e atualização no banco de hidrocarbonetos 27 Referência 28 Nomenclatura 28 Hipóteses Gerais 29 Caracterização 29 Limitações 29 Referências bibliográficas 29 Composição típica de alguns gases combustíveis 30 Como contatar o IPT Endereço Instituto de Pesquisas Tecnológicas – IPT Agrupamento de Engenharia Térmica Cidade Universitária Armando de Salles Oliveira – Butantã CEP 05508-901 - São Paulo – SP Telefone (011) 3767-4797 ou 3767-4520 Fax (011) 3767-4784 Internet www.ipt.br e-mail acomb@ipt.br AComb 5.0 - Combustão Industrial 2 Introdução O aplicativo AComb foi desenvolvido para auxiliar nos cálculos rotineiros relativos à combustão industrial de líquidos, sólidos, gases ou de suas misturas. Permite rapidamente calcular, entre outros: • O excesso de ar de combustão a partir do teor de O2 (ou CO2) nos gases de combustão. • Teor máximo de CO2 nos gases de combustão. • A massa de ar estequiométrico. • A temperatura dos gases de combustão em função do excesso de ar de combustão. • A composição mássica e volumétrica dos gases de combustão, bem como entalpia, calor específico, densidade e massa molecular. Tanto em base seca como em base úmida. • A vazão mássica, ou volumétrica, dos gases de combustão, secos ou úmidos. • O poder calorífico, densidade, massa molecular, calor específico e índice de Wobbe de hidrocarbonetos e suas misturas. Tanto para teor volumétrico como para mássico e tanto para base úmida com para base seca. • O combustível equivalente de uma mistura de combustíveis (seja para sólidos, líquidos ou gases). Além disto, o AComb implementa uma série de facilidades que permite ao usuário: • Manipular combustíveis gasosos em qualquer teor, mássico ou volumétrico. O aplicativo se encarrega de calcular a densidade. • Trabalhar em qualquer sistema de unidades, sem necessidade de coerência. O próprio aplicativo se encarrega das necessárias transformações. • Inserir dados tanto em base úmida como em base seca, e teores mássicos ou volumétricos. • Arquivar, separada ou conjuntamente, os componentes de uma mistura de combustíveis. Isto permite ao usuário montar uma biblioteca de combustíveis de seu interesse. • Alterar o teor de O2 no ar de combustão quando se deseja uma combustão com ar enriquecido. • Trabalhar com unidades mistas tais como kg/h e m3/h ou kJ/kg e kJ/m3. • Analisar individualmente os combustíveis componentes de uma mistura de combustíveis. • Editar valores em forma de expressões. Assim é possível, por exemplo, digitar para a temperatura dos gases o valor de 300 - 273.15 oC (ou seja 26,85 oC). Esta nova versão incorpora ferramentas que permitem: • Utilizar os gases de exaustão de uma Turbina a Gás como comburente de uma combustão. AComb 5.0 - Combustão Industrial 3 • Configurar uma Turbina a Gás e calcular os gases de exaustão para ser usado como comburente em uma outro combustão • Imprimir os dados e resultados de uma simulação • Calcular a taxa de emissão (massa de CO2 produzida por energia disponível no combustível) • Calcular a vazão de combustível para uma dada potência do combustível O programa considera quatro tipos de combustíveis: • Óleos, por exemplo, 2A. da Petrobrás • Misturas gasosas, por exemplo, gás natural. • Biomassa, por exemplo, bagaço de cana e • Carvão mineral. Permitindo trabalhar com misturas destes combustíveis. Por exemplo, uma caldeira queimando borra de café e óleo 3A simultaneamente. Instalando o Programa Ambos AComb e seu programa de instalação são aplicações para Windows 2000 ou compatível. Para instalar o programa em seu microcomputador basta rodar o programa de instalação AC.EXE e seguir as instruções apresentadas no programa de instalação. O programa de instalação criará um diretório contendo todos os arquivos necessários para rodar o programa. Criará também um ícone na sua lista de Programas do Menu Iniciar. Caso você não altere as instruções do programa de instalação, este ícone se chamará Acomb 5 . Rodando o Programa Após a instalação do programa, para rodá-lo basta : • clicar com o mouse sobre o botão Iniciar do Windows 2000 • clicar sobre o ícone Programas, • clicar sobre o ícone AComb 5, • clicar, novamente, sobre o ícone AComb 5 • e, finalmente, digitar a senha do programa. Você não precisará digitar a senha futuramente. Uma vez digitada corretamente ela não será requerida nas próximas utilizações do programa. Caso você digite a senha errada o programa entrará no modo demonstração com limitadas operações e rodará por apenas alguns minutos. AComb 5.0 - Combustão Industrial 4 Começando com dois exemplos Através de dois exemplos iniciais vamos ver como é simples e rápido utilizar o AComb nos cálculos rotineiros de quem trabalha com combustão industrial. Exemplo 1 Calcular a composição dos gases de combustão em um equipamento queimando Óleo 2 A da Petrobrás. Figura 1 A janela principal do AComb A Figura 1 apresenta a janela principal do AComb. É através dela que inserimos os dados e calculamos os parâmetros da combustão. Figura 2 Lista de combustíveis vazia O primeiro passo para iniciar qualquer trabalho é inserir um combustível. Clique com o botão direito do mouse sobre a lista de combustíveis. AComb 5.0 - Combustão Industrial 5 Figura 3 Menu dos tipos de combustíveis No menu dos tipos de combustíveis clique, com o mouse, sobre Inserir Óleo Combustível. Figura 4 Janela do óleo combustível com combustível genérico A Figura 4 apresenta a janela para a inserção e atualização dos dados relativos a óleo combustível. Observe que ela já vem preenchida com um óleo genérico chamado Óleo Combustível 1. Não é o óleo 2 A do nosso exemplo, portanto temos que alterá-lo. Podemos digitar os valores corretos para o nosso óleo ou, de uma maneira mais fácil, podemos importar estes dados do Banco de Dados de Combustível. Figura 5 Barra de comando da janela de óleo combustível Para importar os dados de um óleo do banco de combustíveis basta clicar sobre o botão de comando Importar Combustíveis. Figura 6 Banco de dados de Combustíveis AComb 5.0 - Combustão Industrial 6 No banco de combustíveis selecione, com o mouse, o combustível desejado, no nosso caso o óleo 2A. Então clique sobre o botão de comando exportar. Você também poderá dar dois cliques sobre o combustível desejado. Figura 7 Janela do óleo combustível com óleo 2 A Observe que, uma vez importados os dados de um combustível, o programa calcula o Ar Estequiométrico para este combustível. No nosso exemplo, óleo 2 A, são necessários 13,414 kg de ar seco por kg de combustível, ou 13,548 kg de ar úmido por kg de combustível. Você pode alterar os dados do combustível segundo suas necessidades e então aceitá-los clicando o botão Ok. Figura 8 Lista de combustíveis com óleo 2A Observe que, agora, você está trabalhando com um combustível relacionado na Lista de combustíveis, Figura 8. Sempre que houver algum combustível nesta lista o programa apresentará, na página Gases Combustão, as propriedades dos gases de combustão, Figura 9. Estas propriedades poderão ser apresentadas em base seca ou úmida e em teor mássico ou volumétrico. AComb 5.0 - Combustão Industrial 7 Baseado no Coeficiente de Ar – Lb - o AComb recalcula, sempre que necessário, os parâmetros afins (Teores de O2 e CO2 nos gases de combustão). Sempre que pertinente é possível obter os valores calculados referentes à massa ou ao volume. Por exemplo, na Figura 9, pode-se alterar a unidade da vazão dos gases de combustão de 1355,6 kg/h para 6186 m3/h. O programa faz esta conversão segundo a densidade do gás 0,21914 kg/m3. Note que esta densidade é função da temperatura dos gases de combustão, no exemplo 800 oC. Figura 9 Teores dos gases de combustão para o óleo 2 A Observe que a composição apresentada na página Gases Combustão, Figura 9, é a composição volumétrica em base seca. O AComb permite que você altere a apresentação tanto para o teor mássico como para a base úmida. Figura 10 Opções para a base e teor Para alterar tanto a base como o teor basta clicar sobre as opções correspondentes. O AComb considera os gases perfeitos. Portanto o teor molar é o teor volumétrico. AComb 5.0 - Combustão Industrial 8 Interpretando os resultados Os teores dos gases de combustão, apresentados nas Figura 8 e 9, referem-se a uma combustão estequiométrica, pois o valor da variável Lb (coeficiente de ar) é igual a 1 (ou 100 %). Também, é importante notar, que estes dados referem-se à temperatura de 800 oC (valor da variável Tg). Além disto, tais valores são função das variáveis Base (seca ou úmida) e Teor ( mássico ou volumétrico). Alterando-se o valor de qualquer uma destas variáveis (Lb, Tg, Base ou Teor) altera-se os valores apresentados na Figura 9. Figura 11 Alterando os dados do ar de combustão Sempre é possível alterar os dados de entrada para uma outra situação. Experimente alterar o coeficiente de ar - Lb - para 140%. Ou seja excesso de ar de 40%. O programa recalculará os novos teores para os gases de combustão, como mostrado na Figura 12. Figura 12 Teores volumétricos, ou molares, em base seca para os gases de combustão com excesso de 40% AComb 5.0 - Combustão Industrial 9 Exemplo 2 Neste exemplo vamos calcular qual o excesso de ar para uma combustão de GLP com teor de O2, Base Seca Volumétrico, na chaminé de 8%. O primeiro passo é limpar a lista de combustíveis. Para isto você pode acionar a opção Arquivo|Novo do menu principal ou utilizar o botão de comando Excluir combustível da barra de tarefas, como mostrado na Figura 13. Figura 13 Barra de tarefas da janela principal. O próximo passo é inserir o combustível desejado. No nosso exemplo vamos usar o GLP formado pela mistura de 50% propano e 50% n-butano, em teor volumétrico. Para introduzir o novo combustível siga os passos iniciais apresentados no Exemplo 1: • clique com o botão direito do mouse sobre a lista de combustíveis • clique sobre o tipo de combustível desejado, no nosso caso: mistura gasosa. Figura 14 Janela de Mistura Gasosal A Figura 14 apresenta a janela de inserção e atualização de dados de combustíveis formados por misturas de gases. O AComb fornece ao usuários todas as facilidades para estas operações, tornando-as simples e rápidas. O GLP é formado por dois hidrocarbonetos: propano e n-butano. Temos, portanto de inseri-los na lista de componentes da mistura. AComb 5.0 - Combustão Industrial 10 Figura 15 Botão para acessar o banco de componentes gasosos Clique sobre o botão Inserir Componente na barra de tarefas, Figura 15. O AComb apresentará o banco de dados dos hidrocarbonetos, como mostra a Figura 16. Figura 16 Banco de dados de hidrocarbonetos Selecione o componente desejado, no nosso caso vamos selecionar o propano (C3H8). Então, através do botão de comando Inserir Componentes - Figura 17, insira os dados relativos ao propano e butano para a lista de componentes da mistura gasosa. Figura 17 Barra de tarefas do banco de hidrocarbonetos AComb 5.0 - Combustão Industrial 11 Figura 18 Lista de componentes gasosos com o componente propano Após a importação dos dados relativos ao propano e ao butano a lista de componentes se apresentará como mostra a Figura 18. Observe que, para o AComb, o teor Molar é o mesmo que teor volumétrico, pois estamos considerando os gases ideais. Agora é necessário apenas digitar as frações molares (ou mássicas). No nosso exemplo temos as frações molares de 50% para ambos Figura 19 Lista de componentes gasosos para o GLP Figura 20 Propriedades da mistura gasosa AComb 5.0 - Combustão Industrial 12 Observe que o programa atualiza, sempre que se altera a composição dos componentes, as propriedades da mistura, como mostra a Figura 20. As propriedades da mistura apresentadas são: Diferença: é a diferença entre o somatório dos teores e a unidade Mol : massa molecular da mistura PCs : poder calorífico superior da mistura Pci: poder calorífico inferior da mistura Cp: calor específico da mistura Densidade: massa por unidade de volume da mistura Wobbe: índice de Wobbe da mistura. O AComb permite alterar as unidades destas propriedades, assim é possível calcular, por exemplo, qual o poder calorífico da mistura em base volumétrica. Para isto basta alterar a unidade do PCs para, por exemplo, MJ/m3, como mostra a Figura 21. Figura 21 Propriedades da mistura gasosa Lembre-se que o AComb utiliza a densidade para transformar as unidades mistas (por exemplo de kJ/kg para kJ/m3). A densidade é função da temperatura (no nosso exemplo a temperatura da mistura é de 25 oC), portanto a transformação de unidade que envolve mudança de massa para volume depende da temperatura. Antes de encerrar a inserção do combustível GLP vamos salvá-lo em um arquivo. Este procedimento é recomendável pois voltaremos a utilizar este mesmo combustível. Para tanto altere o Nome da mistura para GLP e clique no botão Salvar Mistura da barra de ferramentas. Para prosseguir, com o exemplo, clique no botão Ok e volte à janela principal, onde a lista de combustíveis deve estar como mostra a Figura 22. AComb 5.0 - Combustão Industrial 13 Figura 22 Lista de combustíveis com o gás GLP Em nosso exemplo queremos calcular o excesso de ar, para o GLP, com o teor de O2, Base Seca Volumétrico, na chaminé, de 8%. Portanto o próximo passo é entrar com este dado, como mostra a Figura 23. Figura 23 Entrada de dados para os gases de combustão Figura 24 Cálculo dos parâmetros da combustão O final do nosso exemplo 2 é um excesso de ar de 56,94 % AComb 5.0 - Combustão Industrial 14 Base seca ou úmida & Teor mássico ou volumétrico Quando se trabalha com misturas gasosas é possível representar a sua composição, ou umidade, de 4 maneiras equivalentes, porém diferentes: • Teor mássico base seca • Teor mássico base úmida • Teor volumétrico base seca e • Teor volumétrico base úmida O AComb considera os gases perfeitos. Portanto o teor molar é o teor volumétrico. Para ilustrar as possíveis configurações vamos supor a seguinte mistura de combustível formada por: • 40 g de hidrogênio • 32 g de metano e • 18 g de água, estado vapor Vamos considerar, para efeito ilustrativo, as seguintes massas moleculares aproximadas: • MolH2 = 2 • MolCH4 = 16 e • MolH2O = 18 Para esta mistura teremos: • 20 moles de hidrogênio (40/2) • 2 moles de metano (32/16) e • 1 mol de água (18/18) Assim podemos calcular a umidade da mistura de diversas formas: • Umidade mássica em base seca = 18/(40 + 32) = 25 % • Umidade mássica em base úmida = 18/(40 + 32 + 18) = 20 % • Umidade volumétrica em base seca = 1/(20 + 2) = 4,545 % • Umidade volumétrica em base úmida = 1/(20 + 2 + 1) = 4,348 % Todos estes valores representam a mesma umidade. O mesmo vale para os teores dos componentes, por exemplo o teor de hidrogênio pode ser dado como: AComb 5.0 - Combustão Industrial 15 • Teor mássico em base seca = 40/(40 + 32) = 55,56 % • Teor mássico em base úmida = 40/(40 + 32 + 18) = 44,44 % • Teor volumétrico em base seca = 20/(20 + 2) = 90,91 % • Teor volumétrico em base úmida = 20/(20 + 2 + 1) = 86,96 % Todos estes valores representam o mesmo teor de hidrogênio. AComb 5.0 - Combustão Industrial 16 Mistura de Combustíveis É comum, na indústria, o uso de mais de um tipo de combustível em um mesmo equipamento, por exemplo uma caldeira de vapor queimando óleo combustível e borra de café simultaneamente ou um forno queimando óleo combustível e gás de aciaria. A dificuldade de se trabalhar com misturas de combustíveis, principalmente quando se trata de misturas de óleos e combustíveis gasosos, é a caracterização de ambos. Enquanto óleos combustíveis são caracterizados pela sua composição mássica - análise elementar - os combustíveis gasosos são caracterizados pelos teores volumétricos de seus componentes. É necessário, portanto, normalizar a caracterização dos combustíveis para se trabalhar com suas misturas. O AComb resolve esta questão criando um combustível equivalente que resulte na mesma combustão, ou seja os mesmos gases de combustão à mesma temperatura. Figura 26 Como o AComb vê os combustíveis O AComb sempre trabalha considerando uma mistura de combustíveis. Quando se tem apenas um combustível esta mistura terá apenas um elemento. A Figura 26 ilustra como o programa manipula esta mistura. Suponha um equipamento queimando, simultaneamente, três combustíveis: Óleo 2A, GLP e GAF. O programa cria, a partir das características destes três combustíveis e de suas vazões mássicas (ou volumétricas), um combustível equivalente que resulte na mesma combustão - ou seja os mesmos gases de combustão à mesma temperatura. Assim, para a Figura 26, o programa criará, internamente, um combustível equivalente, com vazão mássica de 75 kg/h. AComb 5.0 - Combustão Industrial 17 Exemplo 3 Como exemplo de uso de misturas de combustíveis vamos estimar a eficiência de um gerador de vapor trabalhando com: • Óleo 2A : 50 % em massa • GLP : 50% em massa • Teor de O2 dos gases de combustão: 4 %, Base Seca Valumétrico • Temperatura dos gases de combustão: 400 oC Com apenas estes dados é possível obter uma boa estimativa da eficiência de um gerador de vapor independente de suas características nominais. Hipóteses para o Exemplo 3 Como base de cálculo vamos adotar • Consumo de combustível = 1 kg/s • perdas para o ambiente e purga desprezíveis • temperatura dos combustíveis : • Óleo 2A, 120 oC • GLP, 25 oC Nomenclatura para o Exemplo 3 Vamos adotar a seguinte nomenclatura: • Vg: vazão mássica dos gases de combustão em base úmida [kg/s] • Hg: entalpia específica dos gases em base úmida [kJ/kg] • Mc: vazão mássica do combustível em base úmida [kg/s] • PCi: poder calorífico inferior do combustível em base úmida [kJ/kg] • Pu: potência útil (parcela de energia transferida a água por unidade de tempo) [kW] • Pt: potência total (total de energia contida no combustível por unidade de tempo) [kW] • Ef : eficiência Como uma estimativa, podemos escrever: P P V H P M PCi Ef P P Ef V H M PCi u t g g t c u t g g c = − = = = − * * * * 1 Vamos agora calcular cada um destes termos. Para iniciar temos de inserir, como mostrado nos Exemplos 1 e 2, o óleo 2 A e o gás GLP. Observe, durante a inserção dos combustíveis: • alterar as vazões mássicas de cada combustível para 0,5 kg/s • não é necessário recompor o GLP, uma vez que, como sugerido no AComb 5.0 - Combustão Industrial 18 Exemplo 2, ele está salvo em arquivo. Portanto basta abri-lo. Após a inserção dos combustíveis a janela principal deve estar como mostra a Figura 27. Na página Mistura Combustíveis, da janela principal, é apresentado o combustível equivalente e aqui já temos dois valores que precisamos: • Mc = 1,0 kg/s, nossa hipótese e, • PCi = 43,672 MJ/kg. Figura 27 Janela principal do Exemplo 3 É possível, quando se tem mais de um combustível na mistura de combustíveis, desabilitar um ou mais combustíveis desta mistura clicando com o mouse sobre o pequeno quadro à esquerda do nome do combustível. Assim é possível obter rapidamente os parâmetros para a combustão individual de cada combustível componente de uma mistura. Para calcular os outros valores, relativos aos gases de combustão, temos antes de calcular o excesso de ar da combustão. Para isto vamos utilizar os dados do problema: teor de O2 nos gases de combustão igual a 4% e temperatura de 400 oC. Digite-os nos quadros apropriados como mostrado na Figura 28. AComb 5.0 - Combustão Industrial 19 Figura 28 Dado de teor de O2 e temperatura dos gases de combustão do Exemplo 3 Automaticamente o AComb calcula o Excesso de Ar relativo aos dados digitados. Veja Figura 29. Figura 29 Cálculo do excesso de ar do Exemplo 3 Altere a base para Úmida e o Teor para Mássico e vá à página Gases Combustão como mostrado na Figura 31. AComb 5.0 - Combustão Industrial 20 Figura 31 Vazão e Entalpia dos gases de combustão para o Exemplo 3 Portanto temos: • Vg = 62797 kg/h = 18,917 kg/s e • Hg = 639,56 kJ/kg e, finalmente, podemos calcular a eficiência: %7373,0 43672*0,1 53,629*917,181 * * 1 ==−=−= PCiM HV Ef c gg AComb 5.0 - Combustão Industrial 21 Temperatura adiabática dos gases de combustão Uma importante função do AComb é o cálculo do excesso de ar em função da temperatura adiabática de chama - Lb = f(Tg). Dado um combustível, e sua temperatura, e supondo desprezível a troca de calor com o ambiente, é possível determinar a temperatura dos gases de combustão em função do excesso de ar através do balanço de energia entre os insumos e produtos da combustão. O inverso também, conhecendo-se a temperatura dos gases de combustão é possível calcular, para um processo adiabático, o excesso de ar da combustão. O gráfico da Figura 33 mostra esta função para o gás natural. Figura 33 Coeficiente de ar de combustão Coeficiente de ar em função da temperatura adiabática doscombustão - Gás natural 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 Temperatura [oC] Para ilustrar esta função vamos resolver o seguinte exemplo. Exemplo 4 Um secador necessita de 10000 m3/h de gases a 400 oC. Para tanto está sendo proposto um gerador de gases quentes para trabalhar com gás natural, Figura 32. Calcule a vazão volumétrica no ventilador de ar de diluição. Figura 32 Esquema para o Exemplo 4 Gás natural Ar primário Ar diluição 400 oC 10000 m3/h ? AComb 5.0 - Combustão Industrial 22 Para resolver o problema proposto vamos seguir os seguintes passos: • Dada a temperatura dos gases desejada , 400 oC, pode-se calcular o excesso total de ar (primário mais diluição). • Conhecendo-se o excesso de ar total e a vazão de gases desejada, 10000 m3/h, é possível, pelo balanço de massa, calcular a vazão de combustível necessária. • Finalmente, com a vazão de combustível e admitindo-se um excesso de ar primário recomendado para a queima de gás natural, pode-se calcular a vazão mássica de diluição. Hipóteses para o Exemplo 4 Como base de cálculo vamos adotar • Temperatura do ar: 20 oC • Temperatura do combustível: 25 oC • Perda para o ambiente desprezível • Gases perfeitos • Excesso de ar primário: 10 % (para queima de gás natural) Nomenclatura para o Exemplo 4 Vamos adotar a seguinte nomenclatura • mc: vazão mássica de combustível • mg: vazão mássica de gases de combustão • map: vazão mássica de ar primário • mad: vazão mássica de ar de diluição • mat: vazão mássica de ar total (mat = map + mad) • Lbp: coeficiente de ar primário • Lbt: coeficiente de ar total • ArEst: massa de ar estequiométrico por unidade de massa de combustível Podemos escrever, para o balanço de massa do gerador de gás: gatc mmm =+ da definição do coeficiente de ar temos: ArEstLbmm tcat **= substituindo o valor de mat: gtc mArEstLbm =+ )*1(* ou reescrevendo a equação: )*1( ArEstLb m m t g c += AComb 5.0 - Combustão Industrial 23 Esta equação nos dá a vazão mássica de combustível em função do coeficiente de ar total - Lbt - e do ar estequiométrico ArEst. Segundo nossas hipóteses, o coeficiente de ar total é função apenas da temperatura dos gases de combustão e, sendo o combustível conhecido - gás natural, o ArEst também é conhecido. Vamos calcular, pelo AComb, estes dois fatores. O primeiro passo é inserir o gás natural, como mostrado na Figura 34. Não se preocupe com a vazão, pois esta nós ainda vamos calcular. Aqui o importante é o ar estequiométrico em base úmida - ArEst = 16,627 Figura 34 Inserção do gás natural Agora o próximo passo é calcular o coeficiente de excesso de ar. Vá para a janela principal do programa, Figura 35, e altere o valor da temperatura dos gases de combustão para 400 oC. AComb 5.0 - Combustão Industrial 24 Figura 35 Alteração da temperatura dos gases de combustão Para calcular o excesso de ar relativo à temperatura adiabática de 400 oC basta clicar sobre o botão ao lado da variável Lb. Veja Figura 36. Observe, nesta figura, que a temperatura dos gases Tg se igualou à temperatura adiabática. Figura 36 Cálculo do coeficiente de excesso de ar Finalmente, com a densidade também já calculada, podemos calcular a vazão mássica de combustível. kg/h 43,0 )16,627*7,15121( 0,51613*10000 =+=cm AComb 5.0 - Combustão Industrial 25 Com a vazão de combustível é possível calcular as vazões de ar primário e de diluição. Assim teremos, para um coeficiente de excesso de ar primário igual a 10 %: kg/h 787,3 16,627*1,1*43,0 ** === ArEstLbmm pcap Analogamente para o ar de diluição, cujo coeficiente de ar será a diferença entre o coeficiente de ar total e o coeficiente de ar primário, teremos: kg/h 4327,5 16,627*1,1)- (7,1528*43,0 *)(* == −= ad ptcad m ArEstLbLbmm Tomando-se a densidade do ar a 20 oC igual a 1,2 kg/m3 a vazão volumétrica no ventilador de ar de diluição será de 3606 m3/h. AComb 5.0 - Combustão Industrial 26 Bancos de Dados O AComb trabalha acoplado a dois bancos de dados assim divididos: • Banco de Combustíveis, para combustíveis líquidos e sólidos, onde a caracterização se dá pela composição mássica elementar, como, por exemplo, todos os óleos da Petrobrás, madeira, borra de café, carvão, etc. • Banco de Hidrocarbonetos, para os componentes dos combustíveis gasosos, onde a caracterização se dá pelo teor volumétrico destes componentes, como por exemplo, metano, propano, CO, etc. Os bancos podem ser atualizados segundo a necessidade do usuário. Para tanto basta abrir a janela correspondente via menu Banco de Dados da janela principal. Para inserir ou atualizar os dados destes bancos é necessário seguir alguns critérios. Figura 38 Banco de dados dos combustíveis Critérios para inserção e atualização no banco de combustíveis Para inserir ou atualizar dados no banco de combustíveis observe que: • todos os dados são em base seca • os teores elementares são mássicos e em porcentagem, • a unidade para o PCs, poder calorífico superior, é a unidade escolhida na barra de tarefas, Figura 33. • a unidade para o Cp, calor específico, é a unidade escolhida na barra de tarefas, Figura 39. Figura 39 Barra de tarefas do banco de combustíveis AComb 5.0 - Combustão Industrial 27 Figura 40 Banco de dados dos hidrocarbonetos Critérios para inserção e atualização no banco de hidrocarbonetos Para inserir dados no banco de hidrocarbonetos observe que: • todos os dados são em base seca, • a caracterização se dá pelo número de átomos do elemento no componente, por exemplo o metano, CH4, será inserido como C = 1 e H = 4, • a unidade para PCs, poder calorífico superior, é a unidade escolhida na barra de tarefas, Figura 40. Quando a unidade do poder calorífico superior for em base volumétrica, o programa considera que o componente está a 1 atm e 0 oC (CNPT). • O Cp, calor específico do componente, é dado em termos de parâmetros do polinômio: 32 *** TDTCTBACp +++= para Cp em J/mol/K e T em K. Uma excelente fonte bibliográfica para esta propriedade é o livro de Robert C. Reid, veja nas referências bibliográficas. • As temperaturas mínima e máxima (Min e Máx) são utilizadas para o cálculo do Cp da seguinte forma: • para uma temperatura T entre o intervalo Min e Máx Cp = Cp(T) • para uma temperatura T menor que Min Cp = Cp(Min) • para uma temperatura T maior que Max Cp = Cp(Max) Figura 41 Barra de tarefas do banco de hidrocarbonetos AComb 5.0 - Combustão Industrial 28 Referência Nomenclatura Ar Est Ar de combustão estequiométrico. Definido como a massa necessária de ar para a reação estequiométrica por unidade de massa do combustível c teor mássico de carbono no combustível em base seca h teor mássico de hidrogênio no combustível em base seca H entalpia específica dos gases de combustão Lb coeficiente de ar de combustão. É a relação entre a massa atual e a massa estequiométrica de ar de combustão. O excesso de ar pode ser calculado como: Excesso de Ar = Lb - 1 n teor mássico de nitrogênio no combustível em base seca o teor mássico de oxigênio no combustível em base seca PCi poder calorífico inferior do combustível PCi/Vol coeficiente para os gases de combustão. É a relação entre o poder calorífico inferior do combustível e o volume - ou massa - de gases de combustão formado. É função do excesso de ar. PCs poder calorífico superior do combustível Ro densidade s teor mássico de enxofre no combustível em base seca T Ar temperatura do ar de combustão Tg temperatura dos gases de combustão TO2 Ar teor volumétrico - ou molar - de oxigênio do ar de combustão em base seca W Ar umidade absoluta do ar de combustão em base seca Wobbe índice de Wobbe, definido para misturas gasosas de combustíveis hidrocarbonetos como a relação: ar iPCWobbe ρ ρ= onde • PCi: poder calorífico inferior da mistura , • ρ: densidade da mistura @ 25 oC • ρar : densidade do ar @ CNPT z teor mássico de cinzas no combustível em base seca AComb 5.0 - Combustão Industrial 29 Hipóteses Gerais Os combustíveis são formados por átomos de • C - carbono • H - hidrogênio • N - nitrogênio • O - oxigênio • S - enxofre todo carbono é oxidado a CO2; todo enxofre é oxidado a SO2; não há formação de NOx; os gases de combustão são isento de particulado (combustível não reagido ou cinza) o ar e os gases de combustão são ideais; temperatura de referência é 0,01 oC - temperatura do ponto triplo da água; para o cálculo das entalpias a referência é a água líqüida saturada à temperatura de 0,01 oC; . Caracterização Para os combustíveis óleo, biomassa e carvão mineral a caracterização se dá pela análise elementar (teores mássicos dos átomos constituintes). Para os combustíveis gasosos hidrocarbonetos a caracterização se dá pela composição volumétrica - ou molar - de seus componentes. Limitações A temperatura máxima para os gases de combustão é de 2500,0 oC O coeficiente de ar - Lb - é sempre maior ou igual a 1,0. Para o cálculo do coeficiente de ar - Lb - a partir da temperatura dos gases de combustão - Tg - o valor de Lb é limitado a 50,0. Referências bibliográficas IPT - Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo, Manual de Recomendações e Conservação de energia na indústria de celulose e papel, São Paulo, 1985 Perry, Robert H. et all. Chemical Engineers´ Handbook, McGraw-Hill, New York, 1963. Szargut, Jan et all. Exergy analysis of thermal, chemical, and metallurgical processes, Hemisphere P. C., New York, 1988 Geerssen, Theo M., Physical properties of natural gases, N. V. Nederdandse Gasunie, Groningen, 1980. Reid, Robert C et all. The properties of gases & liquids, 4 edition, McGraw-Hill, New York, 1987 AComb 5.0 - Combustão Industrial 30 Composição típica de alguns gases combustíveis H2 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 CO CO2 O2 N2 Gás Natural 89,35 8,03 0,78 0,07 0,01 0,48 1,28 GLP 50,0 50,0 Gás de Refinaria 13,5 37,3 32,7 2 0,9 13,6 Gás de Nafta 43,2 32,8 0,6 2,5 20,9 Gás de Alto Forno 2,7 22,0 21,3 54,0 Gás de Coqueria 62,2 27,7 2,7 5,8 1,3 0,2 0,1 Gás de Aciaria 0,3 66,0 17,1 1,0 15,6 IPT/midas.dll IPT/Ol.cds IPT/ReadMe.rtf Esta versão do AComb 5.0 não é compatível com nenhuma outra versão anterior IPT/Rolan.cbt IPT/Temp.tb IPT/Thumbs.db IPT/Tramontina.cbt IPT/UnInst.log CreateFile=C:\Arquivos de programas\IPT\License.rtf CreateFile=C:\Arquivos de programas\IPT\ReadMe.rtf CreateFile_PM=C:\Documents and Settings\Paulo W\Desktop\AComb 5.lnk RegisterFile=C:\WINDOWS\system32\midas.dll CreateFile=C:\WINDOWS\system32\midas.dll RegisterFile=C:\Arquivos de programas\IPT\midas.dll CreateFile=C:\Arquivos de programas\IPT\midas.dll CreateFile=C:\Arquivos de programas\IPT\AcLeia.txt CreateFile=C:\Arquivos de programas\IPT\ManualAComb.doc CreateFile=C:\Arquivos de programas\IPT\AComb5.exe CreateDir=C:\Arquivos de programas\IPT IPT/Vidros Marcon 1.cbt Rolan Combust�o/composicao_gn[1].pdf SULGAS Composição média do Gás Natural (Acompanhamento da Qualidade) Dias Metano Etano Propano Butano e + pesados Inertes H2S Enxofre Total Ponto de Orvalho PCS Densidade C1 C2 C3 C4+ N2+CO2 N2 O2 mg/m³ St (mg/m³) PO (°C) Medido kcal/m³ Faturado kcal/ m³ Faturado kj/m³ 1 88,66% 6,34% 2,02% 0,94% 2,03% 0,78% 0,01% 0,31 0,31 -55 9.591 9.591 40.156 0,6363 2 88,55% 6,44% 2,06% 0,96% 1,98% 0,73% 0,01% 0,38 0,38 -56 9.611 9.611 40.239 0,6373 3 88,85% 6,21% 1,99% 0,94% 2,00% 0,73% 0,01% 0,42 0,42 -56 9.581 9.581 40.114 0,6353 4 89,10% 6,05% 1,87% 0,90% 2,07% 0,70% 0,01% 0,46 0,46 -57 9.539 9.539 39.938 0,6336 5 88,90% 6,05% 2,01% 0,98% 2,05% 0,65% 0,01% 0,38 0,38 -56 9.576 9.576 40.093 0,6363 6 89,05% 6,07% 1,90% 0,93% 2,04% 0,64% 0,01% 0,57 0,57 -58 9.553 9.553 39.997 0,6345 7 89,00% 6,03% 1,98% 0,96% 2,02% 0,70% 0,01% 0,61 0,61 -58 9.570 9.570 40.068 0,6350 8 88,26% 6,29% 2,30% 1,15% 1,99% 0,99% 0,01% 0,62 0,62 -58 9.671 9.671 40.491 0,6404 9 88,31% 6,33% 2,22% 1,07% 2,06% 0,99% 0,01% 0,58 0,58 -58 9.641 9.641 40.365 0,6393 10 88,40% 6,40% 2,10% 1,07% 2,02% 0,69% 0,01% 0,58 0,58 -58 9.637 9.637 40.348 0,6400 11 88,66% 6,24% 2,03% 0,99% 2,07% 0,70% 0,01% 0,54 0,54 -56 9.593 9.593 40.164 0,6375 12 88,95% 6,17% 1,93% 0,92% 2,02% 0,73% 0,01% 0,57 0,57 -56 9.564 9.564 40.043 0,6344 13 88,88% 6,19% 1,96% 0,95% 2,01% 0,70% 0,01% 0,76 0,76 -56 9.577 9.577 40.097 0,6354 14 88,03% 6,40% 2,34% 1,15% 2,07% 1,00% 0,01% 0,58 0,58 -58 9.677 9.677 40.516 0,6420 15 Rolan Combust�o/dd.bmp Rolan Combust�o/imagem.bmp Rolan Combust�o/tabela trabalho Rolan.xlsx Plan1 AR Teorico % C02 H20 N2 O2 100 9.7472 19.538 70.714 0 110 8.9363 18.044 71.308 1.7114 120 8.2499 16.779 71.811 3.16 130 7.6614 15.695 72.242 4.4019 140 7.1513 14.755 72.616 5.4784 150 6.7049 13.932 72.943 6.4205 160 6.311 13.206 73.231 7.2519 170 5.9607 12.561 73.488 7.991 180 5.6473 11.983 73.717 8.6524 190 5.3652 11.463 73.924 9.2478 200 5.11 10.993 74.111 9.7865 °C TEM dos gases Entalpia 180 522.06 200 545.18 220 568.41 240 591.76 260 615.24 280 638.83 300 662.56 AR Teorico % O2 100 0 118.81 3 145.38 6 185.71 9 254.29 12 396.72 15 Ar teórico ( % ) Oxigênio( % ) 100 0 118.81 3 145.38 6 185.71 9 254.29 12 396.72 15 Plan2 AR Teorico % TAC °C 100 2052.3 110 1896 120 1766.2 130 1662.2 140 1570.3 150 1488.4 160 1415.1 170 1348.9 180 1289 190 1234.3 200 1184.4 AR Teórico % TAC (°C) 100 2052.3 110 1896 120 1766.2 130 1662.2 140 1570.3 150 1488.4 160 1415.1 170 1348.9 180 1289 190 1234.3 200 1184.4 Plan3 Rolan Combust�o/Thumbs.db Rolan Combust�o/Trabalho Acomb UCS - Rolan C. Ballardin.docx CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: MÁQUINAS TÉRMICAS PROFESSOR: CARLOS ROBERTO ALTAFINI Análise de Combustão e variáveis do Gás Natural – Sulgás, com a utilização do Software Acomb. Trabalho apresentado como parte dos requisitos para obtenção de nota parcial na disciplina de Máquinas Térmicas – MEC0423D na Universidade de Caxias do Sul ministrada pelo Prof. Carlos Roberto Altafini. ALUNOS Rolan C. Ballardin GUILHERME B. sachet Caxias do Sul, 2012/04 Introdução O processo de combustão é essencial para a sobrevivência do ser humano, bem como para o funcionamento de máquinas, motores e equipamentos industriais, sendo um meio excelente para o ensino dos princípios básicos da termodinâmica e das reações químicas (Wylen etal, 2003). Tem-se por objetivo analisar os parâmetros de combustão da mistura gasosa que compõem o gás de coqueria, este utilizado
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