2do Informe de Combustibles.docx

8/19/2019 2do Informe de Combustibles.docx

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Índice

Sumario

ASTM D240-02: Método de Ensayo Estándar para Calor decombustión de Combustibles Líquidos de Hidrocarburos por Bomba Calorimétrica

Introducción

ObjetivosFundamento Teórico

Procedimiento

Cálculos y resultados

Conclusiones y recomendaciones

ASTM 129: Método de Ensayo Estándar para Azufre enroductos de etróleo !Método "eneral de la Bomba#

IntroducciónObjetivosFundamento Teórico

Procedimiento

Cálculos y resultados

Conclusiones y recomendaciones

1 UNIVERSIDAD NACINA! DE IN"ENIERÍA# $acu%&ad deIn'enier(a de )e&r*%eo+ "a, Na&ura% )e&ro.u(mica


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Sumario

El presente informe es para dar a conocer los mtodos de la norma!"T# $%1&' y !"T# $%&() cada uno de ellos es elaborado en esteinforme con los datos tomados en el laboratorio *ue pasaremos adetallar+

Para la determinación de a,ufre la muestra se o-ida porcombustión en una bomba conteniendo o-./eno a presión+ El a,ufrecomo sulfato en los lavados de la bomba0 se determina por /ravimetr.a

como sulfato de bario+ Tambin sabemos *ue se/n el $EC2ETO"3P2E#O 45 )61%&))'%E# ya está normado0 *ue todo diesel tiene *uetener menor a 7)ppm de !,ufre+ !8ora la norma !"T# $%&() es paradeterminar el poder calor.9co de los combustibles l.*uidos+

In&roducci*n

Este mtodo cubre la determinación del poder calor.9co decombustibles fósiles hidrocarburos; en un ran/o de volatilidad desde

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destilados claros a combustibles residuales0 en otras palabras0 bajocondiciones normales0 este mtodo es aplicable directamente acombustibles tales como petróleo0 fuel o.l0 *ueroseno0 diesel y otros+

El presente mtodo es aplicable a todo tipo de fuel%oil y /as%oil+ Es

necesario el conocimiento de este valor cuando se considera lae9ciencia trmica del e*uipo0 tanto para producir fuer,a como calor+

El calor de combustión es una medida de la ener/.a disponible deun combustible y un conocimiento de este valor es esencial para saberla e9ciencia trmica del e*uipo en la producción de poder y calor0 sobretodo si se trabaja en calderas y plantas trmicas+ Cabe anotar *ue notodo el calor *ue se libera en la combustión del producto es utili,able0solo un porcentaje de este es utili,able0 por tanto entre mayor podercalor.9co mayor será la cantidad de ener/.a disponible+

/e&io,Este mtodo tiene por objetivo0 la determinación del poder

calor.9co superior de combustibles l.*uidos+

"e basa en la combustión de una cantidad conocida decombustible en atmósfera de o-./eno0 en una bomba calorimtrica0 encondiciones adiabáticas normali,adas+ El PC" se calcula a partir de laelevación de la temperatura del a/ua del vaso calorimtrico0 dele*uivalente calor.9co del calor.metro0 y de la aplicación de lascorrecciones termo*u.micas y otras+ El poder calor.9co as. determinado

es el poder calor.9co superior a volumen constante+

De,i'naci*n: D 240 02

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M3&odo de En,ao E,&ndar 5ara Ca%or de com/u,&i*nde Com/u,&i/%e, !(.uido, de 6idrocar/uro, 5or 7om/a

Ca%orim3&rica

Este mtodo se emite bajo la desi/nación 9ja $ &()= el nmero*ue inmediatamente si/ue a la desi/nación indica el a>o de adopciónori/inal o0 en el caso de revisión0 el a>o de la ltima revisión+ El nmeroen parntesis indica el a>o de la ltima reaprobación+ El super.ndicepsilon indica un cambio editorial desde la ltima revisión oreaprobación+

“Este estándar ha sido aprobado para uso por las agenciasdel Departamento de Defensa”.

A%cance

Este mtodo de ensayo cubre la determinación del calor decombustión de combustibles l.*uidos de 8idrocarburos *ue van envolatilidad desde destilados li/eros 8asta combustibles residuales+

?ajo condiciones normales0 este mtodo de ensayo esdirectamente aplicable a combustibles tales como /asolinas0@erosenes0 aceites combustibles 4os+ 1 y &0 combustibles diesel4os+ 1%$ y &%$ y combustibles de turbina de /as 4os+ )%AT0 1 BATy &%AT+

Este mtodo de ensayo no es tan repetitivo ni reproducible comoel #todo de Ensayo $ ()'+

Dos valores dados en unidades "I 8an de ser considerados comoestándar+

Esta norma no tiene el propósito de abordar todos los problemasde se$uridad% si los &ay% asociados con su uso' Es responsabilidaddel usuario establecer las prácticas de se$uridad e &i$ieneapropiadas y determinar la aplicabilidad de limitacionesre$uladoras pre(ias a su uso' ara declaraciones especí)cas de

peli$ro% (er las *ecciones +% , y A-'-.% así como el Ane/o A0'

Documen&o, de Re8erenciaEstándares ASTM:

• $1&' #todo de Ensayo para !,ufre en Productos dePetróleo #todo Aeneral de ?omba;

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• $1)1 #todo de Ensayo para idró/eno en Fracciones dePetróleo+

• $ 1&66 #todo de Ensayo para !,ufre en Productos dePetróleo #todo Damp;+

• $ &6&& #todo de Ensayo para !,ufre en Productos de

Petróleo mediante Espectroscopia de Fluorescencia de 2ayos de $ispersión por Don/itud de Onda+

• $


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presión constante0 con todos los productos0 incluyendo a/ua0 estando/aseosos+

Discusi$n: El combustible puede ser tanto l.*uido como solido0 ycontener solo los elementos carbono0 8idró/eno0 nitró/eno y

a,ufre+ Dos productos de combustión0 en o-./eno0 son dió-ido decarbono0 ó-idos de nitró/eno0 dió-ido de a,ufre y a/ua0 todos enestado /aseoso+ En este procedimiento0 la combustión tiene lu/ara una presión constante de )+1)1& #Pa 1 atm;0 y &7oC es latemperatura inicial del combustible y del o-./eno0 y latemperatura 9nal de los productos de combustión+

Da si/uiente relación puede ser usada para convertir a otrasunidades el factor de con%ersi$n es e&acto solo para 'tu;:

1 cal 1abla internacional de calorías; (+16 J

1 ?tu 2nidad 1érmica Británica; 1)77+)6 J y referida a factoresno e-actos1 cal I+T;K/ )+))(16 #JK@/1 ?tuKlb )+))&


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' bruto% 34 oC; Calor de combustión bruto a volumenconstante #JK@/;

6 L masa de 8idró/eno en la muestra+

Re,umen de% M3&odo de En,ao

El calor de combustión es determinado en este mtodo de ensayo*uemando una muestra0 previamente pesada0 en una bombacalorimtrica de o-./eno bajo condiciones controladas+ El calor decombustión está computado de observaciones de temperaturaantes0 durante y despus de la combustión0 con las apropiadasasi/naciones para correcciones termo*u.micas y de transferenciade calor+ "e pueden emplear tanto c8a*uetas calorimtricasadiabáticas o isotrmicas+

Da temperatura puede ser medida en /rados Celsius+ Da temperatura puede ser /rabada en /rados Faren8eit0 o8ms u

otras unidades cuando se utili,an termómetros elctricos+ 3sar lasmismas unidades en todos los cálculos0 incluyendoestandari,ación+

El tiempo en los cálculos está e-presado en minutos y fraccionesdecimales+ Puede ser medido en minutos y se/undos+

Das masas están medidas en /ramos y no se aplican correcciones+

Si'ni?cado U,oEl calor de combustión es una medida de la ener/.a disponible a

partir de un combustible+ El conocimiento de este valor es esencialcuando se consideran las e9ciencias trmicas de e*uipos para producirya sea calor o ener/.a+

El calor de combustión0 como determinado en este mtodo deensayo0 esta desi/nado como uno de los re*uerimientos *u.micos yf.sicos tanto para combustibles de turbinas y /asolinas para aviacióntanto comerciales y militares+

El calor de combustión de masa0 calor de combustión por unidadde masa de combustible0 es una propiedad cr.tica de combustibles

destinados a ser usados en embarcaciones de peso limitado tales comoaeroplanos0 ve8.culos terrestres efecto e 8idroplanos+ Da /ama de dic8asembarcaciones entre el abastecimiento de combustible es una funcióndirecta del calor de combustión y de la densidad del combustible+

A5ara&o, Ma&eria%e,

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Primero procedemos a medir 1)cm de alambre de micrón lo máse-acto posible y cortamos dic8a tira a la medida indicada se/n lanorma+

Pesamos una pe*ue>a cantidad de la muestra de diesel en la copametálica de manera *ue no e-ceda los )+/+

!ntes de armar el e*uipo colocamos los 1)cm de alambre demicrón en las & patitas *ue posee la tapa de la bomba0 siempresupervisando *ue el alambre est en contacto con la muestra dediesel+

Con la muestra de prueba y el fusible en lu/ar0 lentamente car/arla bomba con o-./eno a una presión


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Conectamos el e*uipo colocando la faja para dar movimiento ale*uipo+

Due/o de encender el e*uipo0 se toma la primera lectura detemperatura como inicial cuando se enciende una pe*ue>a lu,

ubicada en el indicador del e*uipo0 esta indica *ue se produjo lai/nición+

Por ltimo retiramos el e*uipo de presión y procedemos a medir elalambre de micrón0 para poder saber cuánto se 8a consumido+



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C%cu%o, Re,u%&ado,

mue,&ra )+GG&&/

Don/ del alambre 1)cm

Factor de Ener/.a e*uivalente del Calor.metro cal; 1G() calKoCara calcular este %alor/ la prueba de corroboraci$n sereali0a 1 %eces;

Don/itudes de los alambres de #icrón 2inal; D1 M D& &+cm

Temperaturas observadas:

Tomamos BT:

Tf Temperatura del e*uilibrio Ti Temperatura inicial

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Tiem5o T$> TC>3nicial 6+G7 &)+(&

4er min G


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NT &7+)) % &)+(& NT (+7 oC

*ota: En teor.a < veces debe dar la misma repuesta;

"e sabe *ue el calor de ,ombusti$n bruto (;g# es i/ual a:

e: Calor de combustión bruto del alambre

Dinicial % D9nal: !lambre Huemado

"i revisamos la norma !"T#0 ,alor de ,ombusti$n neta (


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n F 41H049 M


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puede considerar como un enemi/o potencial y silencioso para el motorde combustión interna+

Cuando el combustible diesel con a,ufre se consume en la cámarade combustión de un motor0 se forman ó-idos de a,ufre *ue reaccionan

con el vapor de a/ua para formar el ácido sulfrico+ !l i/ual *ue elsulfuro de 8idró/eno0 si estos vapores de ácidos se condensan0 atacan*u.micamente las super9cies de metal de las /u.as de válvula0 de lascamisas de los cilindros y pueden afectar los cojinetes+ Por ejemplo0cuando la temperatura de las camisas de los cilindros es inferior a latemperatura de rociado del ácido sulfrico0 y el aceite de lubricación noten/a su9ciente reserva de alcalinidad 4mero de ?ase; paraneutrali,ar el ácido0 las camisas se pueden des/astar die, veces másrápido+ Cuando se producen da>os debido a la presencia de a,ufre en elcombustible0 8abrá pocos cambios en la potencia del motor+ Pero0 confrecuencia0 el des/aste corrosivo traerá consi/o un consumo e-cesivo de

aceite y escape de /ases0 causando la reconstrucción prematura delmotor+

/e&io,Este mtodo tiene por objetivo0 la determinación del contenido de

a,ufre en los productos de petróleo0 incluyendo aceites lubricantesconteniendo aditivos0 aditivos concentrados y /rasas lubricantes *ue nopueden *uemarse completamente+

Tambin se aplica a cual*uier producto de petróleosu9cientemente bajo en volatilidad+

De,i'naci*n: D 129

M3&odo de En,ao E,&ndar 5ara AOu8re en)roduc&o, de )e&r*%eo M3&odo "enera% de %a 7om/a>

A%cance

$eterminar el a,ufre en productos de petróleo0 incluyendo aceiteslubricantes conteniendo aditivos0 aditivos concentrados y /rasaslubricantes *ue no pueden *uemarse completamente en una lámpara de

mec8a+

Tambin se aplica a cual*uier producto de petróleosu9cientemente bajo en volatilidad0 *ue pueda ser pesado con e-actituden una copa abierta de muestra0 y *ue conten/a cuando menos )+1L dea,ufre+



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*ota: El mtodo no se aplica a muestras *ue conten/an elementos *uepuedan producir residuos0 otros *ue el sulfato de bario0 *ue seaninsolubles en ácido clor8.drico diluido y *ue puedan interferir en laetapa de precipitación+

Estos interferentes están al/unas veces en /rasas0 aditivos paraaceites o aceites aditivos y se re9eren al 8ierro0 aluminio0 calcio0 siliconay plomo+ Otros elementos insolubles en ácido *ue inter9eren son eldisulfuro de molibdeno0 s.lice0 asbesto0 mica0 etc+

El mtodo no se aplica a aceites usados conteniendo metalesdes/astados y plomo o silicatos provenientes de la contaminación+

Das muestras e-cluidas pueden anali,arse por el #todo !"T# $%177& !lta temperatura;+

)rocedimien&o E@5erimen&a% Pesamos una cantidad de muestra con la ayuda de la copa

metálica+

!rmamos el e*uipo se/n la norma QCombustión deidrocarburosR0 pues ese procedimiento es muy similar:

• Cortamos 1)cm de alambre de micrón+

• 1


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! este nuevo sistema Q!R le a/re/amos &ml de Cl0 esteprocedimiento se 8ace con la precaución necesaria encendiendo lamá*uina de ventilación y succión de aire+

Due/o procedemos a calentar este sistema durante un tiempoadecuado+

En otro vaso de precipitado a/re/amos ())ml de a/ua destiladacon 1))ml de bromo+

Ese nuevo sistema Q?R tambin lo llevamos a calentar+

Due/o de *ue el sistema Q!R se encuentre caliente0 se le retira todoel l.*uido para a/re/arlo en el interior del sistema Q?R0 esto sereali,ará dejando la copa metálica+

Finalmente este nuevo y ltimo sistema QCR se calienta 8asta *uese evapore y ten/amos solo &))ml+ Este proceso durará al/unas8oras+

C%cu%o, Re,u%&ado,

/ramos de muestra usado muestra )+G7& /

? /ramos de sulfato de bario obtenidos con el blanco )+)))7 /

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crisol con 9ltro )+)6< /

crisol 9nal )+)G7& /

P /ramos de "ulfato de bario obtenidos con la muestra

P )+)6< / % )+)G7& /P )+)111 /

!,ufre )+)111 / % )+)))7 /; - 1

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