PODER CALÓRICO DE COMBUSTIBLES LÍQUIDOS (ASTM D-240)
DEFINICIONES:
Poder calórico. Cantidad liberada de calor por la combustión de la unidad de volumen o de peso de un combustible.
Poder calórico inferior de combustibles o calor neto de combustión. El balance térmico de la reacción establecido para un combustible tomado a 15º C y los productos de la combustión gaseosos a dicha temperatura da la potencia calórica poder calórico inferior.
Poder calórico superior de combustibles. De igual manera, aplicando un balance térmico a la reacción para un combustible tomado a 15º C se obtiene la potencia calórica superior. El poder calórico superior siempre es mayor al poder calórico inferior para un determinado combustible.
Calor de condensación del agua. A 15º C, es la diferencia entre los valores de los calores de combustión antes mencionados.
Calor de condensación del agua. A 15º C, es la diferencia entre los valores de los calores de combustión antes mencionados.
Significado. El calor de combustión es una medida de la energía disponible para un combustible. Un conocimiento de estos valores es esencial cuando se considera la eficiencia térmica de equipos para producir cualquiera de los dos, potencia y calor.
El calor de combustión determinado por el método ASTM D-240 es proyectado como uno de los requerimientos físicos y químicos para combustibles comerciales, turbinas militares y gasolinas de aviación.
La masa de calor de combustión, el calor de combustión por unidad de masa de combustibles, es una propiedad crítica de combustibles, tales como aeroplanos, efectos superficiales de vehículos y aceites hidráulicos. El rango de tal habilidad entre una combustión que es una función directa del calor de combustión y la densidad del combustible.
EXPERIMENTACIÓN:
Materiales y equipos:
El calor de combustión determinado por el método ASTM D-240 es proyectado como uno de los requerimientos físicos y químicos para combustibles comerciales, turbinas militares y gasolinas de aviación.
La masa de calor de combustión, el calor de combustión por unidad de masa de combustibles, es una propiedad crítica de combustibles, tales como aeroplanos, efectos superficiales de vehículos y aceites hidráulicos. El rango de tal habilidad entre una combustión que es una función directa del calor de combustión y la densidad del combustible.
EXPERIMENTACIÓN:
Materiales y equipos:
- Pipeta (V = 5 mL; Ap = ± 0,05 mL).
- Vaso de precipitación (V = 600 mL; Ap = ± 50 mL).
- Alambre de platino (Pt).
- 2 termómetros (Rango = 23,9 a 30,1 ºC; Ap = ± 0,01 ºC).
- Termómetro ASTM 7 C (Rango = 2 a 300 ºC; Ap = ± 1 ºC).
- Resistencia.
- Bureta (V = 50 mL ; Ap = ± 0,1 mL).
- Agitador magnético.
- Balanza analítica (Ap = ± 1*10^-4 g).
- Bomba de Park.
- Regla (Rango = 0 a 31 cm; Ap = ± 1 mm).
- Pinza para crisol.
- Pinza para bureta.
- Soporte universal.
- Calorímetro adiabático.
- Baño térmico.
- Cilindro de oxígeno.
- Desecador.
- Probeta (V = 110 mL; Ap = ± 2 mL).
Sustancias y reactivos
- Fuel oil.
- Agua destilada.
- Anaranjado de metilo.
- Carbonato de sodio (0,0725 M).
Procedimiento
- Tomar con una pinza para crisol una cápsula tarada.
- Colocar en la cápsula de 0,9 a 1 g de muestra.
- Colocar la cápsula en la canasta de la tapa de la bomba y poner 10 cm de alambre de platino en los agujeros de la canasta, de modo que un poco de alambre quede dentro de la muestra, pero sin tocar las paredes de la cápsula.
- Añadir 2 mL de agua destilada en la bomba.
- Cerrar la bomba herméticamente.
- Verificar que la válvula de purga esté cerrada.
- Colocar la bomba en el soporte y conectar en el cilindro de oxígeno. Abrir la válvula de paso de oxígeno y cerrarla cuando la presión se encuentre en 30 PSI.
- Colocar la bomba en un recipiente metálico con agua.
- El recipiente metálico con la bomba, introducirlo en el calorímetro adiabático.
- Nivelar la temperatura del calorímetro y del baño del recipiente metálico hasta una temperatura de 24,1 a 24,2 °C. Nivelar la temperatura del calorímetro usando el control que posee este equipo. Haciendo pasar agua caliente o fría según los requerimientos. la temperatura del recipiente metálico se nivela con la adición manual de agua caliente o fría.
- Una vez nivelada la temperatura, conectar el circuito de ignición y observar que se prenda la luz del equipo cuando se produzca ignición.
- Observar el ascenso progresivo de la temperatura producida por la ignición, tomando la precaución de que este ascenso de temperatura se nivele con la temperatura del calorímetro. Se registra como dato la temperatura más alta que se ha alcanzado.
- Sacar la bomba del recipiente metálico y del calorímetro. Enfriar con agua, abrir la válvula de la bomba de purga de CO2.
- Abrir la bomba y retirar la cápsula y ésta colocarla en un vaso de precipitación.
- Medir la longitud final del alambre.
- Lavar la bomba con agua destilada. El lavado se realiza en un vaso de precipitación hasta que alcance los 400 mL de líquido.
- Tomar 40 mL de agua de lavado y adicionar media gota de anaranjado de metilo y titular con carbonato de sodio (0,0725 M) hasta el cambio de coloración. Registrar el volumen de titulación.
DATOS
- Termómetro ASTM 7 C (Rango = 2 a 300 ºC; Ap = ± 1 ºC).
- Resistencia.
- Bureta (V = 50 mL ; Ap = ± 0,1 mL).
- Agitador magnético.
- Balanza analítica (Ap = ± 1*10^-4 g).
- Bomba de Park.
- Regla (Rango = 0 a 31 cm; Ap = ± 1 mm).
- Pinza para crisol.
- Pinza para bureta.
- Soporte universal.
- Calorímetro adiabático.
- Baño térmico.
- Cilindro de oxígeno.
- Desecador.
- Probeta (V = 110 mL; Ap = ± 2 mL).
Sustancias y reactivos
- Fuel oil.
- Agua destilada.
- Anaranjado de metilo.
- Carbonato de sodio (0,0725 M).
Procedimiento
- Tomar con una pinza para crisol una cápsula tarada.
- Colocar en la cápsula de 0,9 a 1 g de muestra.
- Colocar la cápsula en la canasta de la tapa de la bomba y poner 10 cm de alambre de platino en los agujeros de la canasta, de modo que un poco de alambre quede dentro de la muestra, pero sin tocar las paredes de la cápsula.
- Añadir 2 mL de agua destilada en la bomba.
- Cerrar la bomba herméticamente.
- Verificar que la válvula de purga esté cerrada.
- Colocar la bomba en el soporte y conectar en el cilindro de oxígeno. Abrir la válvula de paso de oxígeno y cerrarla cuando la presión se encuentre en 30 PSI.
- Colocar la bomba en un recipiente metálico con agua.
- El recipiente metálico con la bomba, introducirlo en el calorímetro adiabático.
- Nivelar la temperatura del calorímetro y del baño del recipiente metálico hasta una temperatura de 24,1 a 24,2 °C. Nivelar la temperatura del calorímetro usando el control que posee este equipo. Haciendo pasar agua caliente o fría según los requerimientos. la temperatura del recipiente metálico se nivela con la adición manual de agua caliente o fría.
- Una vez nivelada la temperatura, conectar el circuito de ignición y observar que se prenda la luz del equipo cuando se produzca ignición.
- Observar el ascenso progresivo de la temperatura producida por la ignición, tomando la precaución de que este ascenso de temperatura se nivele con la temperatura del calorímetro. Se registra como dato la temperatura más alta que se ha alcanzado.
- Sacar la bomba del recipiente metálico y del calorímetro. Enfriar con agua, abrir la válvula de la bomba de purga de CO2.
- Abrir la bomba y retirar la cápsula y ésta colocarla en un vaso de precipitación.
- Medir la longitud final del alambre.
- Lavar la bomba con agua destilada. El lavado se realiza en un vaso de precipitación hasta que alcance los 400 mL de líquido.
- Tomar 40 mL de agua de lavado y adicionar media gota de anaranjado de metilo y titular con carbonato de sodio (0,0725 M) hasta el cambio de coloración. Registrar el volumen de titulación.
DATOS
Muestra: Fuel oil
Peso muestra: 0,9252 g
Ti: 24,52 ºC
Tf: 28,30 ºC
Linicial: 127 mm
Lfinal: 46 mm
Vtitulación: 2,7 mL
%S = 1,8%
W(cte calorímetro) = 2432 kcal/ºC
CÁLCULOS
C1 = 10(mL de titulación)
C1 = 10(2,7) = 27 mL
Cálculo de C2
C2 = 0,23(longitud alambre consumido en mm)
C2 = 0,23(127 - 46) = 18,63 mm
Cálculo de C3
C3 = 14(%S)(Peso de muestra en g)
C3 = 14(1,8)(0,9252) = 23,315 g
PCB = 9861,668 kcal/kg
RESULTADOS
Muestra: Fuel oil
PCB = 9861,668 kcal/kg
La norma ASTM D-240 se aplica en una variedad de sustancias, pero particularmente para hidrocarburos líquidos, combustibles tanto de baja como de alta volatilidad.
Cálculo de C1
C1 = 10(mL de titulación)
C1 = 10(2,7) = 27 mL
Cálculo de C2
C2 = 0,23(longitud alambre consumido en mm)
C2 = 0,23(127 - 46) = 18,63 mm
Cálculo de C3
C3 = 14(%S)(Peso de muestra en g)
C3 = 14(1,8)(0,9252) = 23,315 g
PCB = 9861,668 kcal/kg
RESULTADOS
Muestra: Fuel oil
PCB = 9861,668 kcal/kg
La norma ASTM D-240 se aplica en una variedad de sustancias, pero particularmente para hidrocarburos líquidos, combustibles tanto de baja como de alta volatilidad.
Comentarios
Publicar un comentario