1.11- Ar em excesso

1.11- Ar em excessoA porcentagem tima de ar em excesso depende: - Tipo de combustvel;Construo da instalao,Condies de operao.

Pode-se estimar essa % tima de ar em excesso dentro de uma faixa, de acordo com o estado fsico do combustvel:

- Combustveis gasosos : 5 a 30 % de ar em excesso; - Combustveis lquidos: 20 a 40 % de ar em excesso; - Combustveis slidos: 30 a 100% de ar em excesso

2- Clculos Estequiomtricos da Combusto Necessidade de se conhecer as quantidades envolvidas em um processo de combusto; Determinar essas quantidades atravs da estequiometria das reaes de combusto; Uso de balanos materiais para determinar as quantidades de combustvel, ar, fumos e cinzas;Considerar que os gases envolvidos comportam-se como gases ideais (P prximas a atmosfrica); 2.1- Tipos de ClculosCalcular a quantidade de ar teoricamente necessria e de ar real para combusto completa do combustvel; Clculo da composio e do volume dos fumos da combusto; Clculo da % de ar em excesso utilizada em uma combusto, em razo da anlise de Orsat dos fumos da combusto.

Exemplo O gs liquefeito de petrleo (GLP) apresenta 50% em volume de gs propano (C3H8) e 50% em volume de gs n-butano (C4H10). Considerando que a combusto seja completa, calcular o volume de ar terico necessrio para a combusto de 1 L de GLP, a 27 C e 760 mmHg.

3- Estudo Trmico da CombustoOs principais objetivos da combusto de combustveis so: Gerao de vapor de gua; Aquecimento de fornos ou espaos; Produo de trabalho por meio de motor de combusto interna ou turbina a gs.

Para obter a quantidade mxima de calor em um processo de combusto deve-se: assegurar que a combusto do combustvel seja completa; b) utilizar uma quantidade mnima de ar em excesso.

3.1-Temperatura de Ignio a temperatura em que os materiais, desprendendo gases, entram em combusto (se incendeiam) ao contato com o oxignio do ar, independentemente de qualquer fonte de calor, por j estarem aquecidos.A temperatura de ignio de muitas substncias combustveis se reduz com o aumento da presso, o que representa um importante fator para a operao dos motores alternativos e turbinas a gs;

63.2-Ponto de fulgorPonto de fulgor a menortemperaturana qual um combustvel libertavaporem quantidade suficiente para formar uma mistura inflamvel por uma fonte externa de calor. O ponto de fulgor no suficiente para que a combusto seja mantida.CombustvelPonto de FulgorAuto-ignioEtanol(70%)16.6 C (61.88 F)[2]363 C (685.40 F)[2]Gasolina-43 C (-45 F)246 C (495 F)Diesel>62 C (143 F)210 C (410 F)Querosene de Aviao>60 C (140 F)210 C (410 F)Querosene(leo de parafina)>3872 C (100162 F)220 C (428 F)leo vegetal(canola)327 C (620 F)Biodiesel>130 C (266 F)

3.3-Poder Calorfico dos Combustveis a quantidade de calor liberada pela unidade de massa (ou volume para combustveis gasosos) de um combustvel, quando queimado completamente .

A quantidade de calor liberado por unidade de massa no a mesma para todas as substncias.

3.3-Poder Calorfico dos CombustveisPoder calorfico superior ou bruto (PCS): o valor poder calorfico acrescido do calor liberado pela condensao de toda a quantidade de gua presente nos gases residuais (fumos).

Poder calorfico inferior ou lquido (PCI): obtido deduzindo do poder calorfico superior o calor latente liberado pela condensao e resfriamento de toda a gua presente nos produtos da combusto (fumos), incluindo a gua previamente presente combustvel (umidade). 3.3-Poder Calorfico dos CombustveisTemos ento, PCI = PCS - L(mH2O nos fumos) Sendo L o calor latente de condensao da gua a 18C = 0,586 Kcal/g. Logo, PCI = PCS - 0,586(mH2O nos fumos)

3.4- Clculo do Poder Calorfico para CarvesCalormetrosPor modelos matemticos empricos:A equao de Dulong, que permite calcular o poder calorfico superior (PCS) a partir dos dados da anlise elementar, para carves com mais de 76% de carbono e menos de 90% de carbono.

PCS (Kcal/kg) =8070*C + 34550*(H O/8) + 2248 *S 3.4- Clculo do Poder Calorfico para CarvesO modelo de Gouthal tambm utilizada para determinar o poder calorfico de carves minerais, utilizando os dados da anlise imediata, fornecendo valores satisfatrios para carves com baixo teor de oxignio. PCS (Kcal/kg) =82*CF + A*MV Onde CF e MV so a porcentagem de carbono fixo na base mida e a porcentagem de matria-voltil na base mida. Fator A depende da % de MV na base seca e sem cinza. 3.4- Clculo do Poder Calorfico para Carves

MV = MV *(100/[100 (U+Z)]) 4- Temperatura terica de combusto ou de chama (TTC) a temperatura que atingiriam os fumos de uma combusto, se toda a quantidade de calor desprendida na combusto (poder calorfico) adicionada quantidade de calor sensvel dos reagentes (combustvel e ar) fosse utilizada unicamente para o aquecimento dos fumos, sem haver perdas de calor .

T real de combusto < T terica de combusto

4.1- Clculo da Temperatura Terica de Chama Sendo o combusto realizado normalmente a P=cte, pode-se afirmar que a quantidade de calor ser igual variao de entalpia: Q = H Logo, para o balano de energia, consideramos apenas quantidades de calor envolvidas.

P=cte Q= mcpT substituindo m=n.M, Q= nMcpT 4.1- Clculo da Temperatura Terica de ChamaOnde Mcp =calor especfico ou capacidade calorfica molar do gs, em cal (molK)-1.Como as capacidades molares dos gases variam com a T, a expresso de Q deve ser expressa por:

O valor Mcp dos gases pode ser determinado por expresses em funo da T (K) : Mcp = a + bT + cT2

4.1- Clculo da Temperatura Terica de Chama

Substituindo (1) em (2) e integrando (2):

(1)(2)Q(combusto) = Q(fumos) 4.1- Clculo da Temperatura Terica de Chama

4.1- Clculo da Temperatura Terica de ChamaPor aproximao temos:Se T3 for muito pequeno Mcp = a + bT

Se a integrao for efetuada entre 0C e tC, a expresso para Q 4.2-Fatores que Influenciam na TTC Aumento da TTC:Uso de oxignio puro como comburente;Pr-aquecimento do ar

Diminuio da TTC Excesso de ar Dissociao dos produtos de combusto