Máquinas térmicas combustibles

Fuentes de energía. Calor. Combustión. Reacción química. Indice de octano. Petróleo. Poder calorífico. Carburantes

  • Enviado por: Pablo Martin Muñoz
  • Idioma: castellano
  • País: Argentina Argentina
  • 4 páginas
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COMBUSTIÓN:

Se denomina combustión a toda combinación o reacción química que va a compañía de calor.

En toda combustión hay:

  • Un cuerpo que produce la combustión: el carburante;

  • Un cuerpo que arde; el combustible; y

  • Un desprendimiento de calor, proveniente de la energía latente del combustible.

  • PODER CALORÍFICO:

  • El poder calorífico superior, Ns, que incluye la cantidad de calor que desprendida por la condensación de vapor de agua formado al quemarse el hidrógeno; y

  • El poder calorífico útil o inferior, N1, cuando se prescinde de esa cantidad de calor.

  • Combustible

    Estado

    Procedencia

    Ni (Kcal./Kg)

    acetileno

    Gaseoso

    Artificial

    12000 a 13000

    Alcohol

    Líquido

    Artificial

    5000 a 5500

    Alquitrán de lignito

    Líquido

    Artificial

    8500 a 9000

    Antracita

    Sólido

    Natural

    7500 a 9000

    Briquetas de hulla

    Sólido

    Artificial

    7000 a 7500

    Briquetas de lignito

    Sólido

    Artificial

    4000 a 4500

    Carbón vegetal

    Sólido

    Artificial

    6000 a 7000

    Coque

    Sólido

    Artificial

    6500 a 7000

    Diesel-oil

    Líquido

    Artificial

    10000 a 10500

    Fuel-oil

    Líquido

    Artificial

    10000 a 10500

    Gas de alumbrado

    Gaseoso

    Artificial

    3500 a 10000

    Gas-oil

    Líquido

    Artificial

    10000 a 10800

    Hulla

    Sólido

    Natural

    7500 a 7700

    Kerosén

    Líquido

    Artificial

    10500 a 11000

    Leña

    Sólido

    Natural

    2500 a 4000

    Lignito

    Sólido

    Natural

    4000 a 5200

    Metano

    Gaseoso

    Natural

    7500 a 8000

    Nafta

    Líquido

    Artificial

    9500 a 11000

    Petróleo crudo

    Líquido

    Natural

    10000 10300

    Supergas

    gaseoso

    Natural

    20000 a 22500

    Turba

    Sólido

    Natural

    3000 3800

    COMBUSTIÓN COMPLETA E INCOMPLETA

    La diferencia entre las combustiones (completa e incompleta) es que la combustión completa es cuando se quema todo el combustible y desprende calor, o sea que la mezcla de carburante y combustible están íntimamente unido. En la combustión incompleta se debe emplear mas combustible para que la mezcla este completa con el carburante y desprenda el mismo calor.

    CONTROL DE LA COMBUSTIÓN

    Si se desea evitar el gasto innecesario de combustible, se debe controlar la forma en que la combustión se desarrolla, en este control se debe efectuar:

  • la medición de la temperatura de los humos y de la llama;

  • el análisis de los humos y gases de la combustión; y

  • la medición del tiro

  • CLASIFICACIÓN DE LOS COMBUSTIBLE.

    Combustible es todo cuerpo que arde, toda sustancia que se combina químicamente con el oxígeno y produce energía calorífica de aplicación práctica.

    Se clasifican según:

  • Desde el punto de vista de su procedencia:

    • naturales. Cuando proceden de un proceso de descomposición natural; y

    • artificiales. Cuando se obtienen por procesos industriales.

    • Desde el punto de vista de su estado físico en:

    • - sólidos

      - líquidos

      - gaseosos.

    • Desde el punto de vista de la composición química:

      • si hay predominio del carbono (coques en general);

      • cuando son combinaciones de carburo de hidrógeno (los hidricarburos) y

      • cuando son combinaciones de carbono, hidrógeno y oxígeno ( carbones y maderas)

      • Los combustible usados en la industria son:

      • la leña

      • el carbón fósil;

      • el petróleo crudo;

      • el gas natural ( de los posos petrolíferos); y

      • los residuos orgánicos.

      • Detalle del gas natural:

        El gas natural que se obtiene de los pozos petrolíferos puede ser:

          • “seco”, constituido por metano, etano, propano y butano; o bien

          • “húmedo”, cuando está en contacto con el petróleo, en cuto caso además de los gases anteriores, contiene pentano, hexano y heptano.

        Propiedades de los gases naturales.

        Gas

        fórmula

        Peso molecular

        Poder calorífico inferior (kcal/kg)

        Metano

        CH4

        16

        12000

        Etano

        C2H6

        30

        11400

        Propano

        C3H8

        44

        11100

        Butano

        C4H10

        58,1

        11000

        Pentano

        C5H12

        72,1

        10900

        Hexano

        C6H14

        86,1

        10850

        heptano

        C7H16

        100,2

        10800

        INDICE DE OCTANO:

        de una gasolina, es el porcentaje de 2,2,4-trimetilpentano que, mezclado con heptano, da un combustible de las mismas características detonantes que la gasolina en cuestión.

        Las distintas gasolinas se diferencian por su volatilidad, densidad y sus propiedades `antidetonantes'. Una mezcla de vapor de gasolina y aire arde con violencia casi explosiva en el cilindro del motor de combustión interna. Cuanto más comprimida se encuentre la mezcla en la ignición, mayor es el rendimiento del motor, pero si se utiliza una compresión muy elevada la mezcla arde con excesiva rapidez y el resultado es una violenta sacudida contra el émbolo; el motor detona y el rendimiento es menor.

        Para describir las propiedades detonantes de una gasolina se han seleccionado dos hidrocarburos como patrón: el heptano normal, al que se le asigna índice de octano cero porque detona más que cualquier componente de las gasolinas corrientes, y el 2,2,4-trimetilpentano (isooctano), al que se le da un índice de octano cien.

        El índice de octano 100 ha sido sobrepasado por el 2,2-dimetilbutano (índice de octano 114) y el 2,2,3-trimetilbutano (índice de octano 115).

        El poder explosivo de una gasolina puede ser moderado mediante la adición de antidetonantes. El tetraetilplomo, uno de los antidetonantes más utilizados, es una sustancia altamente contaminante.

        FACILIDAD DE IGNICIÓN DE LOS PETRÓLEOS Y RETRASO DE ENCENDIDO

        En el motor de encendido por compresión, desde el momento en que el combustible se inyecta en la cámara de combustión hasta aquel en que se verifica el encendido transcurre un costo período de tiempo llamado retraso de encendido.

        Cuanto mayor es el retraso al encendido, tanto mayor resulta la cantidad de combustible que acumula en la cámara de combustión antes de que ésta comience; por ello, se desarrolla de un modo repentino y en tal medida, que causa un gradiente de presión tan fuerte que produce un golpe.

        Un petróleo es tanto mejor cuanto menor es el retraso al encendido que produce en el motor; en este caso, se dice que el petróleo tiene una buena facilidad de ignición. Se evidencia la importancia de esta característica con solo tener en cuenta que el retraso del encendido influye sobre el arranque, sobre el régimen del motor y sobre los humos en el escape.

        PODER CALORÍFICO

        Se entiende por tal el contenido de energía del combustible, el cual varía en relación a las cantidades de hidrógeno y carbono. Cuanto mayor es la cantidad de hidrógeno, tanto mas elevado resulta el poder calorífico, puesto que el carbono es tan solo de 8.140 ca/kg.

        Entre los productos de la combustión se encuentra el agua y según que ésta se halle en el estado líquido o de vapor, variará el valor del poder calorífico del combustible. Se tiene, por tanto, del poderes caloríficos.