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22/05/2019 UNIP - Universidade Paulista : DisciplinaOnline - Sistemas de conteúdo online para Alunos.
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Controle da Combustão
 O objetivo é verificar se uma combustão está sendo efetuada com a porcentagem correta de ar em excesso, de acordo com
o combustível queimado e demais condições do processo.Os fumos são analisados no aparelho de Orsat, obtendo-se as
porcentagens volumétricas de CO2, O2, CO e N2 em base seca (isenta do vapor de água).
O excesso adequado de ar e fatores como o tipo de queimador, a atomização do combustível e o efetivo controle do
processo, contribui para o aumento da eficiência na geração de calor.
 
Observações práticas:
Na combustão com insuficiência de comburente a fumaça geralmente apresenta coloração negra e contém fuligem, em
conseqüência da queima incompleta do carbono.Quando o excesso de ar é adequado a coloração oscila entre cinza e
marrom claro, na maior parte das vezes.Quando a quantidade de ar é excessiva, a fumaça apresenta normalmente coloração
branca.
 
O teste da fornalha consiste em jogar uma bola de papel ou um pedaço de pano ou estopa embebido em óleo, logo acima
das chamas.Se
- o material vai carbonizando e fica negro, solta fumaça e não forma chama, o que indica insuficiência de ar;
- houver queima do material com chama viva, acima do normal, o que indica excesso exagerado de ar;
- houver queima normal do material, o que indica excesso ideal de ar.
 
 
 
Análise dos Fumos de uma Combustão (aparelho de Orsat)
Destina-se a análise quantitativa de misturas gasosas, das quais se conhece previamente os constituintes prováveis
qualitativamente.
princípio
Absorção seletiva dos gases componentes dos fumos de uma combustão por soluções absorvedoras adequadas.
Deve ser conhecida previamente a composição do combustível; para poder prever quais componentes gasosos que se
formam pela oxidação deste, e assim selecionar soluções que absorvam, cada uma, um determinado componente gasoso.
A mistura de gases da amostra é posta sucessivamente em contato com soluções absorventes adequadas. A diferença de
volume após cada absorção, sob pressão constante, fornece o volume do componente absorvido.
Sendo a amostra de 100 ml de fumos aos volumes absorvidos já indicam a porcentagem volumétrica (ou molar) dos
componentes.
soluções absorventes gás absorvido
 
1) hidróxido de potássio ( a 30%) CO2 , SO2
2) H2SO4 fumegante ou água de bromo CnHm
 (hidrocarbonetos insaturados)
3) pirogalato de potássio O2
4) cloreto cuproso amoniacal CO
 
EXERCÍCIOS RESOLVIDOS
1) Os fumos provenientes da queima de um hidrocarboneto gasoso, analisados no Aparelho de Orsat, seguindo os mesmos
procedimentos usados no laboratório, deram os dados abaixo, em volume de fumos secos lidos no eudiômetro, após
absorção total de cada um dos componentes gasosos dos fumos:
 
 
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 CO2 O2 CO N2 C
CO2 
O2 
 
volume lido no eudiômetro após a absorção total pela solução de hidróxido de
potássio........................................................................
 
92 ml
volume lido no eudiômetro após a absorção total pela solução de pirogalato de
potássio........................................................................
 
 
84 ml
volume lido no eudiômetro após a absorção total pela solução de cloreto cuproso
amoniacal ................................................................
 
81 ml
 
a) determinar a porcentagem de ar em excesso utilizada na combustão;
b) a porcentagem de ar em excesso é adequada ao estado físico do combustível?
c) está havendo perda de calor? De que tipo?
d) o que deve ser corrigido no processo para que não haja a perda de calor verificada?
 
a) Inicialmente, deve-se obter os resultados da análise, a partir das leituras fornecidas. Para tanto, deve-se levar em conta
que foram coletados 100 mL de fumos.
 
Desta forma, se após absorção total pela solução de hidróxido de potássio restaram 92 mL de mistura, pode-se concluir que
havia 8 mL de CO2 na mistura inicial.
 
Sabe-se que a solução de hidróxido de potássio também absorve o SO2 além do CO2, porém a informação do enunciado,
que o combustível era um hidrocarboneto, permite concluir que não havia SO2 na mistura inicial.
 
Assim, obtém-se o primeiro resultado da análise:
 
Porcentagem em volume de CO2 = 8 %
 
A leitura realizada após absorção total pela solução de pirogalato de potássio permite conhecer a quantidade de O2 na
mistura analisada.
 
Porcentagem em volume de O2 = 92 \u2212 84 = 8 %
 
A leitura realizada após absorção total pela solução de cloreto cuproso amoniacal permite conhecer a quantidade de CO na
mistura coletada.
 
Porcentagem em volume de CO = 84 \u2212 81 = 3 %
 
Subtraindo-se de 100 a quantidade dos componentes determinados, obtém-se a quantidade de N2 na mistura.
 
Porcentagem em volume de N2 = 100 \u2212 (8 + 8 + 3) = 81 %
 
Os cálculos podem ser feitos com auxílio de uma tabela auxiliar, na qual, na primeira linha são colocados os componentes
dos fumos, na ordem em que foram absorvidos, acrescentando-se uma coluna para o carbono. 
 
Na primeira coluna são colocados os componentes dos fumos, na mesma ordem, acrescentando-se uma linha para os totais.
 
 
 
 
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CO
N2 
S 
 
 
 
 
 
Os cálculos são feitos adotando-se uma base de cálculos de 100 mol de fumos, já que os resultados foram obtidos em
porcentagens volumétricas, as quais são numericamente iguais às porcentagens molares, para misturas gasosas mantidas a
pressão e temperatura constantes, como no caso.
Inicialmente coloca-se na diagonal principal da tabela, os resultados da análise.
 
 CO2 O2 CO N2 C
CO2 8 
O2 8 
CO 3 
N2 81 
S 
 
 
A seguir completa-se a tabela com informações obtidas nas reações de formação dos componentes dos fumos.
C + O2 \u2192 CO2
 
De acordo com a reação, se foram formados 8 mol de CO2 é porque reagiram 8 mol de carbono e 8 mol de O2.
C + ½ O2 \u2192 CO
 
Der acordo com a reação, se formaram-se 3 mol de CO nos fumos, é porque reagiram 3 mol de carbono e 1,5 mol de O2.
Tais informações são colocadas na tabela, na linha e coluna correspondentes, procedendo-se a soma de cada coluna.
 
 
 CO2 O2 CO N2 C
CO2 8 8 8
O2 8 
CO 1,5 3 3
N2 81 
S 8 17,5 3 81 11
 
 
1) O cálculo do numero de mols de O2 alimentado (ou real) é feito com base na proporção de O2 e N2 existente no ar e ainda
com base na quantidade de N2 encontrada nos fumos.
 
 n O2 real = 81 X 21 / 79 = 21,5 mol
 
21 mol de O2 \u2192 79 mol de N2
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 assim:
 n O2 real \u2192 81 mol de N2
2) O cálculo do número de mols de oxigênio teórico é feito levando-se em conta que o combustível é um hidrocarboneto.
 
Assim, deve-se somar a quantidade de oxigênio necessária para queimar totalmente todo o carbono que aparece na tabela,
mais a quantidade necessária para queimar totalmente todo o hidrogênio.
 
A quantidade necessária para o carbono é calculada com base na reação a seguir.
 
C + O2 \u2192 CO2
 
Na tabela pode-se notar a existência de 11 mol de