56454

UNIVERSIDAD DE TALCA FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA DE EJECUCIÓN EN MECÁNICA

CARACTERIZACIÓN DE COMBUSTIBLES LÍQUIDOS ALTERNATIVOS PARA CALDERAS

MEMORIA PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO DE EJECUCIÓN EN MECÁNICA

PROFESOR GUIA: GONZALO SALINAS S.

MIGUEL ALONSO CEA CASTRO CURICÓ – CHILE

2008

II

AGRADECIMIENTOS

Por sus enseñanzas sus valores, su paciencia, su manera de amar y sobre todo por la fe

incondicional que tuvieron en mí a pesar de todo lo ocurrido, les agradezco a las personas que

mas amo, mi familia Alen G. Cea, Maria E. Castro, Jose E. Cea y Gabriel E. Cea esto también

es suyo, gracias.

Sin olvidar a toda la familia Castro y Cea, en especial a la familia Olivos Castro y a mí

abuela Laura Bascur, se les agradece y quiere.

No puedo dejar de agradecer a una persona que se insertó en mi vida y desde ese día mi

vida a tomado un nuevo rumbo, gracias a ti empecé a creer que con responsabilidad y esfuerzo

todo era posible, a pesar de ser un tonto flojo creíste en mí, no sabes cuanto te amo y respeto

Jimena, gracias amor por tu apoyo, que sin él no hubiera podido llegar a estas instancias,

también a tu lealtad, tu cariño y sobre todo a tu amor incondicional, gracias también a la tía

Jimena y al tío Juan que fueron un apoyo en este duro camino, muchas gracias.

Y como olvidar a todos mis cuates, mis amigos de todo mi periodo de universidad Pablo,

Felipe, José, Seba, Tocayo Miguel, Gonzalo, Félix y don Wilson, gracias compadres por los

días de estudios y de hacer de esta etapa de mi vida tan entretenida.

Mis agradecimientos van también a la totalidad de los profesores de esta facultad, que

me ayudaron a formarme en lo que hoy soy, por su humanidad y cercanía, gracias a todos.

En especial a mi profesor guía Sr. Gonzalo Salinas por su excesiva paciencia, también

al profesor Sr. José Villalobos por su guía y comprensión y al Sr. Fernando Espinosa por su

disposición a responder todas mis consultas, muchas gracias.

III

DEDICATORIA

Esta memoria va dedicada en especial a mis abuelos Ciro Castro y Marta Díaz, porque

sé que estuvieron conmigo en todo momento dándome todo su apoyo desde lo más lejano.

Gracias los queremos y extrañamos.

IV

RESUMEN

En esta memoria de titulo se determinan, a través de la experimentación, las propiedades

esenciales de un combustible líquido alternativo (CAL) dado, en este caso residuos de aceites

industriales, con la finalidad de realizar un buen cálculo hidráulico según los procedimientos

propuestos en esta memoria y poder usar el combustible alternativo líquido en un quemador

convencional de caldera.

Para la determinación de las propiedades se utilizó diferentes instrumentos de medición,

estos fueron: una Bomba Calorimétrica de marca “Parr”, modelo 1108 que fue utilizada para la

obtención de la potencia calorífica; otro instrumento utilizado fue un viscosímetro “Saybolt

Furol” para la obtención de la viscosidad dinámica, densidad y peso específico; finalmente,

para obtener el punto de fluidez se utilizó un refrigerador doméstico.

Con el objetivo de mejorar la evaluación en terreno de las propiedades de los

combustibles, se diseñó un viscosímetro para emplearlo en estas situaciones.

Como conclusión del trabajo fue posible determinar que el combustible alternativo líquido

ensayado, puede térmicamente emplearse adecuadamente como combustible de calderas y

hornos industriales.

SUMARY

In memory of title is determined, through experimentation, the essential properties of a

liquid fuel alternative (CAL), in this case waste of industrial oil, for the purpose of conducting a

hydraulic calculation in accordance with the procedures proposed in this memory and to use

alternative liquid fuel burner in a conventional boiler.

To determine the properties using different measurement instruments, these were: a

Parr bomb calorimeter, model 1108, that was used to obtain the heat output, another instrument

was used viscometer "Saybolt Furol" for Obtaining the dynamic viscosity, density and weight

and finally, to the point of fluency using a household refrigerator.

Aiming to improve the field evaluation of the properties of fuels, a viscometer was

designed for use in these situations.

In conclusion of this study was to determine that the alternative fuel liquid tested, heat

can be used as fuel for boilers and industrial furnaces.

V

INDICE

AGRADECIMIENTOS II DEDICATORIA III RESUMEN IV INDICE V CAPITULO 1 INTRODUCCIÓN 2

1.1 ANTECEDENTES Y MOTIVACIÓN 2 1.2 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 2 1.3 SOLUCIÓN PROPUESTA 3 1.4 OBJETIVOS Y ALCANCES DEL PROYECTO 3

1.4.1 Objetivo General 3 1.4.2 Objetivo Específicos 3 1.4.3 Alcances 4

1.5 METODOLOGÍA Y HERRAMIENTAS UTILIZADAS 4 1.6 RESULTADOS OBTENIDOS 4 1.7 ORGANIZACIÓN DE LA MEMORIA ESCRITA 4

CAPITULO 2 ANTECEDENTES TEÓRICOS 7 2.1 DEFINICIONES 7

2.1.1 Combustible 7 2.1.2 Combustibles Líquidos 7 2.1.3 Densidad 8 2.1.4 Peso específico 9 2.1.5 Viscosidad 9 2.1.6 Punto de Fluidez 11 2.1.7 Índice de Viscosidad 11 2.1.8 Aceites Lubricantes 12 2.1.9 Tipos de Aceites Lubricantes 13 2.1.10 Ecuación de Continuidad 14 2.1.11 Ecuación de Energía 15 2.1.12 Potencia Calorífica 19

2.2 PROCEDIMIENTO EMPLEADO EN EL FLUJO DEL COMBUSTIBLE LÍQUIDO ALTERNATIVO EN UNA CEMENTERA DE LA ZONA 19

2.2.2 Sistema de recepción y traslado en una planta cementera 20 2.2.3 Definiciones de accesorios normalmente utilizados en estos sistemas de flujo de combustibles 22

2.3 QUEMADORES DE CAL 23 2.4 NORMAS DIN EMPLEADAS PARA LA OBTENCIÓN DE LA POTENCIA CALORIFICA 25

CAPITULO 3 METODOLOGÍA Y HERRAMIENTAS UTILIZADAS 28 3.1 HERRAMIENTAS 28

3.1.1 Balanza Ohaus 28 3.1.2 Cronómetro 28 3.1.3 Bomba Calorimétrica Parr 29 3.1.4 Componentes de la Bomba Calorimétrica Parr 30 3.1.5 Viscosímetro Saybolt Furol: 30

3.2 METODOLOGÍA 31 3.2.1 Determinación de la potencia calorífica a volumen constante 31

VI

3.2.2 Metodologías realizadas para la obtención de la potencia calorífica 32 3.2.3 Procedimientos realizados en el ensayo para la obtención de la Potencia Calorífica 34 3.2.4 Metodología de cálculo para la obtención de la Potencia Calorífica 36 3.2.5 Metodologías realizadas para la obtención de la densidad, peso específico y viscosidad dinámica. 38 3.2.6 Procedimiento de cálculo para la obtención de la densidad, peso específico y viscosidad dinámica. 39 3.2.7 Procedimiento para la obtención del punto de fluidez 41 3.2.8 Metodología propuesta para el cálculo de la pérdida de carga de una red de tubería 42 3.2.9 Técnicas propuestas para la recepción del CAL, basado en una buena fiscalización en terreno. 44

CAPITULO 4 PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS 49 4.1 PRESENTACIÓN Y DISCUCIÓN DE RESULTADOS 49

4.1.1 Presentación de los resultados para la obtención de Potencia Calorífica. 49 4.1.2 Discusión del Resultado de potencia calorífica. 51 4.1.3 Presentación de los resultados de la densidad, peso específico y viscosidad dinámica. 53 4.1.4 Discusión de los Resultados de densidad, peso específico y viscosidad dinámica. 55 4.1.5 Presentación de los resultados de los tiempos en el viscosímetro placa propuesto. 55 4.1.6 Discusión de los resultados de los tiempos de viscosímetro de placa. 56

4.2 PAUTA FINAL Y PROTOCOLO PARA EL CAL PROPUESTO 56 4.2.1 Presentación de la pauta final y del protocolo propuesto. 56 4.2.2 Discusión de los resultados protocolo propuesto. 57

4.3 QUEMADORES PARA EL USO DEL CAL PROPUESTO 58 4.3.1 Quemador del CAL propuesto, para horno rotatorio. 58 4.3.2 Quemador del CAL propuesto, para calderas acuotubulares. 60

CONCLUSIÓN 61 BIBLIOGRAFÍA 64 ANEXOS 66

VII

INDICE DE TABLAS CAPITULO 2 ANTECEDENTES TEÓRICOS TABLA 2. 1: CARACTERÍSTICAS DE COMBUSTIBLES LÍQUIDOS DERIVADOS DEL PETRÓLEO 8 TABLA 2. 2: EJEMPLO CÓMO SE COMPORTA LA VISCOSIDAD DE UN FLUIDO, CUANDO SE EXPONE A

DIFERENTES TEMPERATURAS 10 TABLA 2. 3: LOS TIPOS DE ACEITES SINTÉTICOS Y SU USO 14 TABLA 2. 4: CARACTERÍSTICAS DE QUEMADORES DE COMBUSTIBLES LÍQUIDOS DE ATOMIZACIÓN 25 CAPITULO 3 METODOLOGÍA Y HERRAMIENTAS UTILIZADAS

TABLA 3. 1: ESTA TABLA ES LA QUE VA A HACER OCUPADA PARA TODAS LAS MEDICIONES PARA LA OBTENCIÓN DE POTENCIA CALORÍFICA. 37

TABLA 3. 2: TABLA EMPLEADA PARA LA OBTENCIÓN DE LAS PROPIEDADES SEÑALADAS. 40 TABLA 3. 3: VALOR DEL PESO ESPECÍFICO DE LA MUESTRA 40 TABLA 3. 4: TABLAS EMPLEADAS PARA OBTENER EL TIEMPO EN EL VISCOSÍMETRO DE PLACA 45 TABLA 3. 5: PAUTA GUÍA DEL VISCOSÍMETRO DE PLACA 47

CAPITULO 4 PRESENTACIÓN Y DISCUCIÓN DE LOS RESULTADOS

TABLA 4.1: VALORES DE LAS POTENCIAS CALORÍFICAS OBTENIDAS EN LOS ENSAYOS 50 TABLA 4. 2: COMPARACIÓN DE LAS POTENCIAS CALORÍFICAS EN PORCENTAJE CON RESPECTO AL CAL

PROPUESTO 52 TABLA 4. 3: VALORES FINALES DE LAS PROPIEDADES OBTENIDOS POR LAS MEDICIONES 53 TABLA 4. 4: TABLA DE VALORES DE VISCOSÍMETRO DE PLACA. 55 TABLA 4. 5: PAUTA FINAL 56

VIII

INDICE DE FIGURAS CAPITULO 2 ANTECEDENTES TEÓRICOS FIGURA 2. 2: ESQUEMA EXPLICATIVO DE LA OBTENCIÓN EN FORMA EXPERIMENTAL DE LA VISCOSIDAD Y

SU ÍNDICE DE VISCOSIDAD 12 FIGURA 2. 3: MIRADA MICROSCÓPICA DEL FUNCIONAMIENTO DEL ACEITE LUBRICANTE CONTRA LA

FRICCIÓN 13 FIGURA 2. 4: ESQUEMA EXPLICATIVO DEL COMPORTAMIENTO DE UN FLUIDO IMPULSADO POR UNA

BOMBA 16 FIGURA 2. 5: DIAGRAMA DEL FLUJO DE CAL 20 FIGURA 2. 6: ÁREA DE SALAS DE RECEPCIÓN DEL CAL 20 FIGURA 2. 7: ÁREA DE FLUJO DEL CAL EN FORMA DETALLADA 21 FIGURA 2. 8: QUEMADOR DE COMBUSTIBLE CON ATOMIZACIÓN 24 FIGURA 2. 9: QUEMADOR DEL CAL CON ATOMIZACIÓN 24 FIGURA 2. 10: QUEMADOR DE COMBUSTIBLE CON VAPORIZACIÓN 25 CAPITULO 3 METODOLOGÍA Y HERRAMIENTAS UTILIZADAS

FIGURA 3. 1: BALANZA UTILIZADA EN EL LABORATORIO 28 FIGURA 3. 2: CRONÓMETRO 29 FIGURA 3.3: BOMBA CALORIMÉTRICA PARR 29 FIGURA 3.4 COMPONENTES DE LA BOMBA CALORIMÉTRICA PARR 30 FIGURA 3. 5: VISCOSÍMETRO SAYBOLT FUROL 31 FIGURA 3. 6: PÉRDIDA DE CARGA TOTAL 42 FIGURA 3. 7: EXPRESIÓN QUE INTERPRETA LA SUMATORIA DE PÉRDIDAS DE CARGA 44 FIGURA 3. 8: CROQUIS DE DISEÑO DEL VISCOSÍMETRO DE PLACA 45 FIGURA 3. 9: TRIANGULO RECTÁNGULO FORMADO POR LA PLACA 46 CAPITULO 4 PRESENTACIÓN Y DISCUCIÓN DE LOS RESULTADOS

FIGURA 4. 1: GRÁFICO QUE MUESTRA LA VARIACIÓN DE TEMPERATURA RESPECTO AL TIEMPO 49 FIGURA 4. 2: POTENCIAS CALORÍFICAS OBTENIDAS EN CADA UNO DE LOS ENSAYOS 50 FIGURA 4. 3: COMPORTAMIENTO DE LA DENSIDAD RESPECTO DE LA TEMPERATURA 53 FIGURA 4. 4 COMPORTAMIENTO DEL PESO ESPECIFICO RESPECTO DE LA TEMPERATURA 54 FIGURA 4. 5 COMPORTAMIENTO DE LA VISCOSIDAD DINÁMICA RESPECTO DE LA TEMPERATURA 54 FIGURA 4. 6: COMPORTAMIENTO DE HORNO ROTATORIO 58 FIGURA 4. 7: QUEMADOR UNITHERM CEMCON 10 MW – 250 MW 59 FIGURA 4. 8: QUEMADORES FONTANET TIPO AIR FOIL 60

IX

NOMENCLATURA

Símbolo Nombre Unidad

m Masa kg, g

d Distancia en metros o centímetros m, cm

V Volumen l, cm³, m³

t Tiempo s

A Área m²

P Presión Pa

g Aceleración gravitacional 2sm

ρ Densidad 3mkg

v Velocidad sm

F Fuerza N

Q Caudal s

m3

y Peso específico 3mN

µ Viscosidad dinámica Pa·s

B Bernoulli m

H1p2 Altura total de pérdida de carga de la red m

∑H1m2 Energía en forma de altura que se agrega o retira de una

línea de corriente. m

s Salida -----

e Ingreso o entrada -----

f Factor -----

Ci Coeficiente de pérdidas de carga por accesorios para una

sección de diámetro constante. -----

L Longitud de tubería recta de la red para una sección de

diámetro constante. m

Introducción

1

CAPÍTULO I

INTRODUCCIÓN

Introducción

2

CAPITULO 1 INTRODUCCIÓN

1.1 ANTECEDENTES Y MOTIVACIÓN El empleo de combustibles alternativos líquidos (CAL) en calderas o hornos

industriales, es una práctica válida en todo el mundo y se perfila como una alternativa muy

interesante en nuestro país; si se considera que las industrias del país generan gran cantidad

de residuos (En este informe siendo considerado que el combustible líquido alternativo esta

compuesto por aceites lubricantes usados) que en muchos casos están siendo almacenados

sin control ni recaudo, o se les da un destino incierto provocando así problemas ambientales.

La gran motivación de esta memoria es que este tipo de combustibles, son una

alternativa factible de ahorro en los combustibles fósiles de uso común, como el diesel y el re-

uso de residuos industriales como generador de energía confiable.

1.2 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

Este problema se basa en el mal manejo de información que se está realizando en las

industrias, a lo que respecta a las propiedades elementales del CAL.; ya que los proveedores,

mediante sus investigaciones, no hacen una mención clara de la viscosidad, densidad,

potencial calorífico, etc. de éste.

Uno de los puntos importantes a ser considerado por las empresas compradoras de

CAL., es la necesidad de realizar una fiscalización adecuada en la recepción, la cual debería

verificar las condiciones en que se encuentran y de qué se compone realmente el producto. La

experiencia demuestra que este tipo de combustible alternativo no viene compuesto tan sólo de

aceites lubricantes usados, como se propone en este informe, sino que contiene objetos

extraños, como por ejemplo “trapos”, que posteriormente deben ser extraídos de las bombas

de inyección provocando detenciones no previstas, atrasando a la línea de producción de la

empresa o peor deteriorando el sistema de inyección de CAL.

De acuerdo al problema planteado anteriormente, esta memoria hace énfasis a una

buena fiscalización siguiendo a una pauta que contempla las propiedades elementales, para el

manejo adecuado del CAL. Seleccionar un quemador en cual su estandarización no es

superada según lo señalado por las propiedades de la pauta hecha en esta memoria,

considerando los cálculos en el transporte del CAL en sistema de inyección del CAL.

Introducción

3

1.3 SOLUCIÓN PROPUESTA

Se hará un estudio acabado de las propiedades del CAL, priorizando las que son de

mayor necesidad en la industria, al momento de hacer los cálculos de los sistemas hidráulicos

y termodinámicos. Para lograr el objetivo se considera que este tipo de combustible está

compuesto tan sólo de residuos de aceites lubricantes. La instrumentación necesaria para

realizar los experimentos y mediciones se encuentran en el laboratorio de la Universidad de

Talca. También se propone hacer la selección adecuada de un quemador de acuerdo a los

límites que impongan las características de los CALs.

Para la fiscalización en terreno se construirá un instrumento de uso simple para medir

la viscosidad del CAL, solo si es necesario.

1.4 OBJETIVOS Y ALCANCES DEL PROYECTO

1.4.1 Objetivo General Caracterizar distintos posibles combustibles alternativos al petróleo, para emplearlos en

calderas a fin de mejorar las técnicas y los procedimientos para el uso como combustible.

Estos posibles combustibles son aceites de residuos industriales y disolventes.

1.4.2 Objetivo Específicos

• Determinar las principales propiedades (densidad, viscosidad, potencia calorífica,

etc.), de muestras de combustibles líquidos alternativos compuestos de residuos de aceites

lubricantes, que se comercializan en el país. Empleando para ello los equipos e instrumentos

existentes en el laboratorio y desarrollando algún equipo para su uso en terreno de ser

necesario.

• Proponer procedimientos ó técnicas para la recepción, almacenaje y transporte de

combustible líquido alternativo.

• Analizar el posible uso, con combustibles líquidos alternativos, de quemadores

convencionales disponibles en el mercado.

• Desarrollar los protocolos de los ensayos descritos en el punto primero, a fin de

estandarizar su caracterización en terreno.

Introducción

4

1.4.3 Alcances

Las mediciones se realizaron bajo la norma DIN 51900 para la obtención de la potencia

calorífica, la primera parte para realizar este informe se basa en la recopilación de información

necesaria para la buena compresión de las propiedades de un fluido, después hacer una

traducción y ver la información que entrega la norma.

1.5 METODOLOGÍA Y HERRAMIENTAS UTILIZADAS

Esta memoria se realizara siguiendo líneas de aplicación e investigación en conceptos

de los principios químicos de los aceites lubricantes, su comportamiento termodinámico

(potencia calorífica) y utilización en máquinas térmicas (quemador de combustible),

considerando su modelamiento por la mecánica de fluidos, complementado con principios de

química de la combustión.

Se utilizó instrumentación que se encuentra en laboratorio del edificio de Ingeniería de

Ejecución Mecánica en la Universidad de Talca sede los Niches. Para el ordenamiento de la

información, una entrega más didáctica y sencilla en el entendimiento de este informe, se utiliza

herramientas computacionales (Word, Excel, Mathcad y Minitab 15).

1.6 RESULTADOS OBTENIDOS

Los resultados obtenidos fueron satisfactorios ya que se logró medir adecuadamente

todas las propiedades que se definieron al inicio del presente trabajo, de manera que se pudo

construir y calibrar un instrumento de medición de la viscosidad de aceites en terreno. Gracias

a los resultados obtenidos fue posible concluir que este CAL es posible emplearlo en calderas

convencionales y hornos industriales. Con lo que se cumplen a cabalidad con los objetivos

propuestos en esta memoria.

1.7 ORGANIZACIÓN DE LA MEMORIA ESCRITA

Este documento se ordenó de la siguiente manera en el segundo capítulo de esta

memoria se hizo mención a todo lo respecta a la teoría que encierra esta memoria haciendo

alcances a ciertos accesorios y procedimientos empleados en una industria cementera

conocida de la zona. En el tercer capitulo se hizo una mención a los instrumentos y

maquinarias utilizadas para la obtención de las propiedades señaladas en el segundo capítulo,

Introducción

5

también en este capitulo se informa de los procedimientos seguidos para la obtención de las

propiedades y el buen uso de esta instrumentación bajo ciertas normas utilizadas en estos

ensayos. En el cuarto capítulo se presentan los resultados obtenidos de cada procedimiento y

después se discuten los resultados verificando la veracidad de éstos, haciendo comparaciones.

Antecedentes Teóricos

6

CAPÍTULO 2

ANTECEDENTES TEÓRICOS


7

CAPITULO 2 ANTECEDENTES TEÓRICOS

En este capitulo, se contemplan todos los antecedentes teóricos para una buena

compresión de las definiciones y metodologías en el uso del combustible liquido alternativo;

haciendo énfasis en las siguientes partes: las propiedades de un fluido, definición de aceites

lubricantes y disolventes industriales, las pérdidas de carga de los accesorios empleados en

el sistema de recepción del CAL, el comportamiento del transporte o el traslado de estos

residuos en tuberías y su almacenamiento.

2.1 DEFINICIONES

2.1.1 Combustible

La materia capacitada a liberar energía tras un proceso químico o físico recibe el

nombre de combustible. La mayor parte de los combustibles conocidos están formados de

átomos de hidrógeno (H) y carbono (C), estos reciben el nombre de hidrocarburos y su

formula general es CxHy, donde los subíndices x e y son la cantidad de átomos de

hidrogeno y carbono que componen la estructura molecular del combustible. Los

hidrocarburos se pueden encontrar en tres diferentes fases, estas son: líquida, sólida y

gaseosa.

2.1.2 Combustibles Líquidos

La mezcla de numerosos hidrocarburos forma los combustibles líquidos más

utilizados, estos son derivados del petróleo y se obtienen mediante destilación, estos forman

diferentes tipos de combustibles como los son: el Diesel, Kerosene, Aceites, etc.

Entre los más conocidos de este tipo de combustibles, se encuentra la gasolina, que

en el mundo de la química es conocido por octano C8H18; el diesel, conocido como

dodecano C12H26; y el alcohol metílico CH3OH, que también es conocido como metanol.

Este último es utilizado mezclándolo con gasolinas para mejorar el rendimiento de la

combustión.

La siguiente tabla (Tabla 2.1) hará mención a ciertas propiedades y unidades de

medición que son utilizados para clasificar por nombre y tipo a los combustibles.


8

Tabla 2. 1: Características de combustibles líquidos derivados del petróleo

Potencia Calorífica kJ/kg N° Nombre y tipo Grados

API Densidad

kg/m³ Superior Inferior

Punto de inflamación

1 Destilados: Gasolina Kerosene Nafta

40-35 700-810 46.883,2 43.115,8

2 Diesel: Motores Calderas

35-26 840-920 45.627,4 42.278,6

Menor que 83°C

3 Residual muy Liviano 21 860-920 43.953 40.604,2

4 Residual Liviano (Requiere precalentamiento)

17 930 43.953 40.604,2

5 Residual (Requiere precalentamiento)

12 950 43.953 40.604,2

Mayor que 83°C

Es necesario resaltar que está Tabla 2.1, va a hacer empleada para ver si es

necesario instalar un precalentador antes de la llegada del CAL al quemador seleccionado

en el flujo de CAL, si es así se considerara su perdida de carga en los cálculos hidráulicos.

Pese a que no fue considerado en esta memoria en las propiedades consideradas

para la pauta final, se hace mención en Tabla 2.1 al sistema de medida en grados API, esta

requiere del peso del producto, este es considerado en una relación con el peso del agua.

Su sistema de medida consiste que si el producto es más liviano que el agua (flota), su

grado API es mayor que 10. Cuando el producto tiene un grado API menor que 10, son más

pesados que el agua y provoca que se acumulen en el fondo.

.

2.1.3 Densidad (ρ)

La densidad de un fluido es determinada por la masa y el volumen del fluido

utilizado, esta relación es:

Vm∂∂

=ρ (2.1)


9

Donde:

ρ Densidad absoluta del fluido

m Masa del fluido

V Volumen que ocupa la masa de fluido

Es necesario mencionar que al aumentar la temperatura del fluido, el

comportamiento de las partículas más pequeñas que componen a este fluido, los átomos,

comienzan a vibrar (el fluido se expande) ocupando más espacio o sea un volumen mayor.

Según la relación anterior, si damos por hecho una masa de fluido constante, al aumentar el

volumen la densidad será cada vez más pequeña y el fluido obtendrá diferentes

características.

Pero esto no se cumple para todos los fluidos; puesto que el comportamiento del

agua al momento de ser calentada, en cierto intervalo de temperatura, no varía de la forma

anteriormente señalada. En 1ºC si empezamos a aumentar la temperatura hasta llegar a

4ºC, empieza a contraerse su volumen, lo cual genera un punto de mayor densidad,

desafiando lo antes señalado; posteriormente, si la temperatura continúa en aumento el

agua empieza dilatarse, lo cual cumple lo acotado en el párrafo anterior.

2.1.4 Peso específico, ү El peso específico (y), representa la fuerza ejercida por la gravedad sobre la unidad

de volumen del fluido y se mide, por lo tanto, en unidad de fuerza por unidad de volumen.

Su expresión es:

ρgγ ⋅= (2.2)

Donde:

g Aceleración de gravedad

ρ Densidad absoluta del fluido

2.1.5 Viscosidad

La viscosidad es la propiedad que representa la resistencia a fluir del fluido por sobre

una superficie sólida, cabe señalar que es la propiedad más importante que tienen los

aceites, puesto que es un factor determinante en la formación de la película lubricante.


10

Su unidad de medida es Pa·s, matemáticamente se define como división entre la

tensión superficial ejercida y el gradiente de velocidades del fluido.

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

=

yVτμ

(2.3)

Cabe mencionar que los comportamientos de estas propiedades son diferentes

cuando se exponen a ciertas temperaturas. Se vera a continuación el comportamiento del

agua expuesta a unas temperaturas que se encuentran entre 0 y 100 C°.

Tabla 2. 2: Ejemplo cómo se comporta la viscosidad de un fluido, cuando se expone a diferentes temperaturas

Temperatura (C°) Densidad (kg /m³) Viscosidad (Pa·s) 0 999,9 0,001787 5 1000 0,001519

10 999,7 0,001307 20 998,2 0,001002 30 995,7 0,0007975 40 992,2 0,0006529 50 988,1 0,0005468 60 983,2 0,0004665 70 977,8 0,0004042 80 971,8 0,0003547 90 965,3 0,0003147 100 958,4 0,0002818

Figura 2. 1: Gráfica del comportamiento de la densidad y Viscosidad delagua en función de la variación de la temperatura


11

Como se aprecia en la Tabla 2.2, el comportamiento del agua, mientras se va

aumentando la temperatura va adquiriendo diferentes medidas de densidades y

viscosidades, la densidad no sufre una variación considerable aunque esta no deja ser

importante; pero a lo que se refiere a la viscosidad, su variación es de suma importancia, ya

que esta se ve realmente influida mientras la temperatura aumenta, puesto que su valor

numérico va disminuyendo considerablemente.

2.1.6 Punto de Fluidez

Esta es la temperatura más baja a la que un aceite o un combustible pueden fluir,

cuando son enfriados bajo condiciones establecidas por el método de prueba, esto es abajo

de la temperatura a la que se cree que el aceite fluye se empiezan los ensayos. El punto de

fluidez se mide mediante un matraz de prueba, cuando se ve que no hay movimiento a

cierta temperatura el contenedor de la muestra es mantenido horizontalmente por 5 s, si no

se aprecia movimiento de la muestra se puede considerar que esta temperatura es el punto

de fluidez de la muestra.

2.1.7 Índice de Viscosidad

Los cambios de temperatura afectan a la viscosidad del lubricante, generando así

mismo cambios en ésta, lo que implica que a altas temperaturas la viscosidad decrece y a

bajas temperaturas aumenta. Para medir la viscosidad, se deben considerar las siguientes

temperaturas: 40°C y 100°C. De los resultados se concluirá como sigue: un alto índice de

viscosidad indica un rango relativamente bajo de viscosidad con cambios de temperatura y

un bajo índice de viscosidad indica un alto rango de cambio de viscosidad con la

temperatura.


12

Figura 2. 2: Esquema explicativo de la obtención en forma experimental de la viscosidad y su índice de viscosidad

2.1.8 Aceites Lubricantes

La función principal de un aceite lubricante es la reducción de fricción entre dos

piezas que se encuentran en contacto constante entre ellas, puesto que ninguna superficie

es totalmente lisa, sino que todas las superficies de las piezas microscópicamente se

constituyen de pequeños picos y valles, se provoca fricción. El exceso de fricción tiene una

serie de consecuencias, entre ellas esta el desgaste de las piezas; esta consecuencia es

grave en lo que respecta en la industria, tanto operacionalmente como administrativamente,

ya que el costo de mantenimiento aumenta en forma considerable, por compras de aceites

en exceso y por el cambio de las piezas por el exceso de desgaste. También, afecta al

consumo del combustible ya que ha mayor fricción se necesita mayor torque lo que requiere

mayor potencia, así aumentando el consumo de combustible considerablemente y su costo

funcionamiento.


13

Figura 2. 3: Mirada microscópica del funcionamiento del aceite lubricante contra la fricción

Otra de las consecuencias del exceso de fricción es el aumento de la temperatura

en las piezas, la cual provoca un mayor riesgo de avería, ya que las propiedades del aceite

lubricante se ven gravemente afectadas, provocando así que su poder lubricación sea cada

vez menor. La viscosidad es la propiedad del aceite más afectada por los cambios de

temperaturas ya que entre más tiende a ascender la temperatura la viscosidad desciende en

su valor numérico (Figura 1.1).

Pero hace poco se le ha encontrado un nuevo uso a estos tipos aceites, ya que

casi todos son derivados del petróleo, estos pueden ser usados como combustibles

alternativos, dependiendo de que tipo de aceite lubricante es.

2.1.9 Tipos de Aceites Lubricantes Los aceites lubricantes basados en su composición se dividen en tres tipos, los

cuales son, de base mineral, de base semi-sintética y de base sintética.

- Los aceites lubricantes de base mineral, este componente es el de mayor

producción de los lubricantes, puesto que su calidad tiene gran influencia en la producción

final.

Su mayor compuesto son los hidrocarburos en forma de cadena o de anillo,

saturados y no saturados hay tres tipos de aceites minerales:

Las parafinas una proporción principal de base parafinita superior al 75%.

Los naftenos una proporción principal de base nafténica superior al 75%.

Los aromáticos una proporción principal de base aromáticos superior al 50%.


14

Para la obtención de diferentes tipos de aceites lubricantes de base mineral se hace

una refinación con disolvente. Aparte de esta caracterización química también es de suma

importancia sus propiedades físicas como los son su densidad, viscosidad, punto de fluidez

etc. Este tipo de aceite es el 90% de la demanda de aceites lubricantes en industrias.

- Aceites Lubricantes de base semi-sintética o de ¨Hidrocracked¨, Estos son el

resultado de un proceso de hidrogenación catalítica, lo cual se obtiene una mejora

considerable en la viscosidad de los aceites de base mineral.

- Aceites Lubricantes de base sintéticos, estos no son encontrados en forma

natural, sino que son obtenidos mediante síntesis química, una de las grandes diferencias

entre estos aceites y los de base mineral es que los sintéticos tienen su estructura molecular

bien definida y conocida, así como propiedades predecibles. Solo se hace mención a los

aceites lubricantes de base sintéticos usados a nivel Industrial.

Tabla 2. 3: Los tipos de aceites sintéticos y su uso

Tipos Aplicación Principal Oligomeros de olefina (PAOs) Automotriz e Industrial

Ésteres Orgánicos Aviación y automotriz Ésteres Fosfóricos Industrial

2.1.10 Ecuación de Continuidad

En esta memoria fueron empleados aspectos cinemáticas, dinámicos y

termodinámicos de los fluidos a través de la descripción según Dulong y Euler. Unos de

estos aspectos a partir de las tres principales ecuaciones que describen el movimiento de

un fluido, las que son:

a) Ecuación de Continuidad

b) Ecuación de Energía

c) Potencia Calorífica

El fundamento de la ecuación de continuidad se encuentra en el principio de

Lavasoir, en el sentido que el cambio del caudal másico que ingresa a un volumen de

control es igual al cambio de la masa en el contenido respecto al tiempo, matemáticamente

es:


15

tmmm se ∂∂

=− && (2.4)

Donde:

Se asumió en forma ideal que el fluido tiene una densidad constante (p = cte), por lo

tanto se obtiene:

tVAsvsAeve∂∂

=⋅−⋅ (2.5)

Donde:

v Velocidad del caudal másico

A Área transversal al caudal másico

V Volumen

En el caso de un flujo estable, donde no exista acumulación ni pérdida de masa, se

cumple:

0AsvsAeve =⋅−⋅ (2.6)

Donde se define al caudal o gasto a:

AvQ ⋅= (2.7)

2.1.11 Ecuación de Energía

La principal restricción que tiene la ecuación de energía planteada en términos de

Euler, radica en la existencia de un campo conservativo de energía, esto se refiere a que no

m& Caudal másico que ingresa o sale del volumen de control

m Masa en el interior del volumen de control

t Tiempo

e Ingreso

s Salida


16

existen pérdidas según esta metodología y el flujo se asume como ideal, por esto es

necesario que se tenga que emplear otra metodología ya que si existen pérdidas en este

sistema la cual es la de Darcy-Weißbach:

Figura 2. 4: Esquema explicativo del comportamiento de un fluido impulsado por una bomba

Según Bernoulli:

2

222

1

211 z

g2vP

zg2

vP+⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

⋅+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛γ

=+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

⋅+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛γ

(2.8)

Se define el término de energía expresada en altura se le asigna el nombre de

Bernoulli: La descripción de Euler considera la existencia de un volumen de control donde un

observador fijo describe el movimiento de una partícula o línea de corrientes de un fluido,

por lo que su descripción se realiza a través de derivadas parciales las que tienen validez

entre las condiciones de borde que marcan los límites del volumen de control.

i

2ii zg2

vPBi +⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

⋅+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛γ

= (2.9)

La ecuación anterior se expande cuando en la línea de corriente existe una

máquina, como se presenta en la Figura 2.4:

2121 BBmH =+∑ (2.10)


17

Donde:

21mH∑ Energía en forma de altura que se agrega o retira de una línea de corriente.

Como se considera el término de energía de una máquina que agrega o retira de

una línea de corriente, se puede indicar que la potencia desarrolla por ésta, se determina a

partir de la siguiente relación:

21mHQγNh ⋅⋅= (2.11)

Pero hasta aquí no esta consideradas las pérdidas por lo cual aquí aparece Darcy-

Weißbach el cual señala la siguiente formula para obtener la pérdida en el sistema:

g2v

CidLfpH

2i

21 ⋅⋅⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛ +⋅

= ∑ ∑ (2.12)

Donde:

H1p2 Altura total de pérdida de carga de la red

f Coeficiente de fricción de la tubería recta de la red para una sección de

diámetros constante.

L Longitud de tubería recta de la red para una sección de diámetro constante.

Ci Coeficiente de pérdidas de carga por accesorios para una sección de

diámetro constante.

v Velocidad media del fluido.

g Aceleración de gravedad.

Los términos que conforman las pérdidas de carga, dependen del tipo de

escurrimiento del fluido, el que se define a través del número de Reynolds, a su vez el

número de Reynolds se calcula de la forma siguiente:

( ) ( ) ( )υ

vdgμγvd

μρvdRe ×

=×××

=××

= (2.13)


18

Donde:

Re Número de Reynolds

d Diámetro

v Velocidad media del fluido para una sección de diámetros constantes

ρ Densidad del fluido

μ Viscosidad dinámica del fluido

υ Viscosidad cinemática del fluido

El coeficiente de fricción para la obtención de las Ecuaciones para tuberías lisas,

sea función de número Reynolds adoptan las siguientes formas:

- Hagen-Poiseuille: Re64f =

(2.14)

Escurrimiento laminar (Re < 2000)

- Segunda forma de Blasius: 41

Re

3146,0f = (2.15)

Escurrimiento turbulento (Re > 4000)

Ecuaciones para tuberías rugosas:

- Hagen-Poiseuille Re64f = (2.16)

Escurrimiento laminar (Re<4000)

- Asquelium: 2

kd71,3Log2

1f

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛ ⋅⋅

= (2.17)

Escurrimientos turbulento (Re>4000)

También se puede obtener mediante el diagrama de Moody, el coeficiente de

fricción (ƒ).


19

2.1.12 Potencia Calorífica

La potencia calorífica es la energía liberada por unidad de peso o de volumen del

combustible. Cabe señalar que si se conoce la composición del combustible, es posible

determinar la potencia calorífica, para esto se utiliza la relación de Dulong, esto en función

de la proporción del peso total del carbono en el combustible también el hidrogeno útil,

oxigeno y azufre, expresada en la siguiente formula:

S496.98

OH366.145{}C114.34H 2

2v,a ×+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+×+×=

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛grJ

(2.18)

Donde:

C Presencia de carbono en masa

H2 Presencia de hidrógeno en masa

O2 Presencia de oxígeno en masa

S Presencia de azufre en masa

2.2 PROCEDIEMIENTO EMPLEADO EN EL FLUJO DEL COMBUSTIBLE LÍQUIDO ALTERNATIVO EN UNA CEMENTERA DE LA ZONA

Sistema del flujo del CAL es un ciclo sencillo, pero técnicamente y

operacionalmente muy complicado de aplicar, ya que estos sufren de grandes dificultades

en la mayoría de los casos, ya que se desconoce del verdadero comportamiento de este

combustible alternativo, especialmente por la falta de información de sus propiedades

básicas. El flujo de CAL contiene varios sistemas de los cuales sólo se enfocara en

transporte del combustible en el interior de cañerías, así sólo se dejara de mencionar en

detalle en esta memoria la red incendio en el flujo del CAL.


20

Figura 2. 5: Diagrama del flujo de CAL

El flujo del CAL comienza en el sistema de recepción, el cual consiste en cinco

diferentes estaciones las cuales son la recepción unidad de filtrado, casa de bombas de

inyección o estación de recepción, estación de trasvasije y el área de estanques e inyector

de combustible al quemador.

2.2.2 Sistema de recepción y traslado en una planta cementera

En el sistema de recepción se puede visualizar los diferentes tipos de accesorios y

operaciones necesarias para el buen funcionamiento de este.

Figura 2. 6: Área de salas de recepción del CAL


21

Como se ve en el Figura 2.6; todo comienza con la descarga que se realiza desde el

camión de transporte del crudo, después se hace una conexión, se ubican unos pretiles que

sirven para la contención de eventuales derrames, después pasa el crudo por una válvula

de compuerta abierta, que sirve para cualquier emergencia la cual se abre sólo cuando se

suelta el crudo del camión, después sigue por la tubería y llega hasta una válvula reductora

que sirve para verificar que el caudal y la presión procurando que no supere las mediciones

impuestas por los cálculos realizados, esto es esencial en el estudio de mantención

realizado en la planta. Después, estos llegan a la estación conocida unidad duplex de

filtrado, el cual consiste en el sistema de limpieza de CAL (Como observación cuando la

válvula de globo se encuentra con un color negro esta se encuentra en reposo o cerrada),

después la red sigue con la estación de bombeo que va hacia los estanques de

almacenamiento.

Figura 2. 7: Área de flujo del CAL en forma detallada

En la Figura 2.7, se aprecio que este sistema después de pasar por la estación de

recepción, va directamente al manifold de recepción y distribución, el cual su función

principal consiste en una buena distribución y el ordenamiento y separación de los

combustibles dependiendo del tanque, después el CAL pasa por una válvula reductora la

cual consiste ver si es necesario hacer reducción o expansión en el área transversal de la


22

tubería, dependiendo de lo que señale el sensor. También, en la línea si hay un exceso de

combustible o de presión, se instala una purga en cargada de liberar estos excesos,

después el CAL llega a los tanques de almacenamiento, por esto es tan sensible el sistema

anterior a la llegada del tanque ya que no se puede llegar con una sobre-presión o con

exceso de caudal del combustible porque puede incurrir en un accidente.

El combustible a la llegada del tanque, tiene diferentes tipos de sensores de

precaución para ver su comportamiento dentro de la tubería, ya que es necesario saber

esto, antes de la llegada al tanque de almacenamiento (el cual su capacidad es de 70 m³),

uno de estos sensores es el manómetro, también dos válvulas de seguridad, sensores de

altitud del combustible y así se ve si se debe realizar el trasvasije. Cabe señalar, que si este

sistema de sensores llaga a fallar puede llegar a producir un accidente de proporciones,

esto puede provocar hasta la explosión de los mismos tanques con la acumulación de los

gases del combustible.

En la memoria de cálculos se considerara en la red de tuberías, hasta el trasvasije,

para poder ver el comportamiento en totalidad del CAL ya que es la distancia critica que

puede movilizarse el combustible.

En la estación de trasvasije se ve el manifold de esta estación con un sistema en

paralelo de bombas de inyección, esta impulsión de la bomba puede llegar de nuevo al

primer tanque como al segundo y los dos pueden enviar el combustible de forma directa a la

estación de envió del quemador, esta estación también consta de un manifold de

combustión y con dos bombas de inyección en paralelos. También se ve un precalentador

antes de la llegada del calentador pero todo dependerá de los resultados de la

experimentación y en que tipo o categoría entraría el CAL empleado en este informe así

poder definir, si es necesario, el precalentamiento.

2.2.3 Definiciones de accesorios normalmente utilizados en estos sistemas de flujo de combustibles

2.2.3.1 Definición de Válvula de Retención

La función principal de está válvula es evitar el cambio de dirección del fluido que se

conduce a través de la tubería. Hay dos tipos distintos, conocidos como válvulas de

retención de bisagra y de retención horizontal.

2.2.3.2 Definición de Válvula de Compuerta


23

Permite el paso del flujo en posición totalmente abierta y lo restringe en posición

completamente cerrada, con la mínima perdida de carga posible. Cuando la válvula esta en

posición completamente abierta, no solo facilita el paso del fluido en la línea recta sino que,

además, la sección mantiene la misma área de la tubería a la cual está unida.

2.2.3.3 Definición de Válvula de Globo

Las válvulas de globo sirven para regular o limitar el paso del fluido. Están

construidas de tal modo que cuando el fluido pasa, producen un cambio en la dirección e

incrementa su resistencia al paso en forma gradual, según la posición de cierre. Para

diámetros mayores de doce pulgadas, estas válvulas son poco usadas, debido al gran

esfuerzo que requieren para ser operadas bajo alta presión. En diámetros menores a una

pulgada, para regular el flujo con mayor precisión, se usa otra versión de la válvula globo,

que tiene un vástago de forma cónica. Este es muy alargado y se conoce con el nombre de

válvula aguja.

2.2.3.4 Definición de Válvula de Seguridad

Este tipo de válvulas consta de sensores encargados de medir la presión y el caudal

que esta pasando en la red, se utilizan en tanques de presión, calderas, etcétera, donde es

necesario evitar que el exceso de presión o caudal, y así poder evitar daños en las

instalaciones. Estas están reguladas para una determinada presión y caudal de apertura.

Permanecen cerradas en función normal y solo se abren si el fluido sobrepasa la presión o

el caudal requerido, liberando el exceso de presión o regulando el caudal hasta el valor

predeterminado. Estas válvulas como no se encuentran en forma directa en la red cañería,

no va a hacer considerada en las pérdidas de carga puesto que su funcionamiento valga la

redundancia, es sólo por seguridad por lo tanto su funcionamiento es intermitente ya que

solo funciona en casos de emergencias.

2.3 QUEMADORES DE CAL

El requisito esencial que se debe cumplir en los quemadores de combustible líquido

alternativo, es que dispongan de un buen sistema de atomización de combustible. La

atomización se produce al fluir una corriente delgada de un líquido a alta velocidad a través


24

de un gas y recíprocamente, la atomización también se produce cuando se sopla un gas

contra una corriente muy fina de líquido.

Figura 2. 8: Quemador de Combustible con atomización

La mayoría de los quemadores de atomización de baja presión siguen el principio

mostrado en la Figura 2.8. Pero lo anteriormente mencionado no es lo aplicado actualmente

en los sistemas encargados para quemar este tipo de combustibles (CAL). Como se ve en

la Figura 2.9, a lo que se refiere al diseño tiene una variación considerable, ya que la

atomización no es paralela sino es consecutiva, y técnicamente el cilindro interior es

ajustable, de modo que una reducción mínima puede mantenerse manualmente la velocidad

del aire en el orificio de salida del quemador, lo cual da libertad para ser aplicada una mayor

llama cuando se estime necesario. El aire del cilindro exterior sirve para controlar el cono de

la llama.

Figura 2. 9: Quemador del Cal con atomización


25

Quemador de combustibles de características similares al de atomización es el de

vaporización, este sistema consiste al aprovechar al máximo la llama, para precalentar el

combustible para que la combustión sea más pura, pero uno de los grandes riesgos que se

corre con este tipo de quemador es que sino se conoce bien las propiedades de este

combustibles es sumamente complicado, especialmente el del punto de combustión de éste,

ya que se puede producir una combustión al momento de precalentarlo lo cual puede

provocar accidentes de consideración en el medio de trabajo. Pero estos tipos de

quemadores son utilizados en hornos industriales más que en calderas.

Figura 2. 10: Quemador de Combustible con vaporización

Tabla 2. 4: Características de Quemadores de Combustibles líquidos de atomización

Atomización con aire a baja presión Capacidades 1-1500 kg/hr de combustible Aire de Atomización 10-60% del aire total Presión aire Atomización 0,03-0,3 kg/cm2 Presión Combustible 0,3-3,4 kg/cm3 Aplicaciones Hornos Industriales, Calderas

2.4 NORMAS DIN EMPLEADAS PARA LA OBTENCIÓN DE LA POTENCIA CALORIFICA

Para realizar ensayos empleando como instrumento de medición la Bomba

Calorimétrica Parr es necesario estandarizar los procedimientos. Para esto se considera la

norma DIN 51900. Se hará mención a continuación de las variaciones que ha sufrido esta

norma mediante el correr de los años.


26

Norma DIN 51900-1: Esta fue emitida en el año 2000, en esta se hace mención a la

obtención o determinación de la potencia calorífica del combustible, en sus fases sólida y

liquida. Evaluadas mediante una bomba calorimétrica, en el cual se mencionan cálculos

para la obtención de la potencia calorífica de estos combustibles. La función principal de

esta norma consiste en señalar procedimientos, aparatos y métodos para obtener la

potencia calorífica de las sustancias a analizar.

Norma DIN 51900-2: Esta fue emitida en el año 2003, en un principio se describe

los procedimientos para la obtención de la potencia calorífica de combustibles en sus fases

sólidas y liquidas. En esta se detalla la obtención de la potencia calorífica superior y el

cálculo del valor calorífico neto y una segunda parte el método calorímetro isoperibólico.

Norma DIN 51900-1B: Esta fue emitida en el 2004, el cual se corrigieron ecuaciones

de la norma DIN 51900-1.

Norma DIN 51900-3: Esta fue emitida en el 2005, en lo que varia respecto a la

norma DIN 51900-2, consta de una parte tres que señala el método calorímetro adiabático.

Como esta es la norma mas actualizadas es la que se ocupo para seguir sus pasos en los

ensayos realizados en esta memoria.

Metodología y Herramientas

27

CAPÍTULO 3

METODOLOGÍA Y HERRAMIENTAS


28

CAPITULO 3 METODOLOGÍA Y HERRAMIENTAS UTILIZADAS

En este capitulo se dará a conocer los procedimientos y herramientas utilizadas en

la parte experimental de esta memoria, para cumplir los objetivos de esta.

3.1 HERRAMIENTAS 3.1.1 Balanza Ohaus

Este instrumento tiene como función principal en determinar el peso de los objetos

que son depositados en la parte superior de este instrumento de medición, éste fue utilizado

para definir la densidad del combustible líquido alternativo en esta memoria, el

procedimiento consistió en utilizar un vaso precipitado con un volumen preestablecido de

combustible, en el cual se tara el peso del vaso precipitado, el vaso se ubicó en la parte

superior de la balanza la que determino el peso del volumen del combustible, para así

lograr el objetivo, obtener la densidad del CAL. (Mediante la fórmula 2.1).

Figura 3. 1: Balanza utilizada en el laboratorio

3.1.2 Cronómetro

Este instrumento tiene como función principal hacer mediciones de tiempos en

forma manual, mediante dos botones uno con el cual se da inicio a la carrera del tiempo y

con el otro dar detención a esta carrera, según lo requiera el operador del cronómetro así


29

dando la facilidad de hacer varias mediciones en caso de que se requiera, también se

puede considerar un tiempo fijo si lo requiere el experimento.

Figura 3. 2: Cronómetro

3.1.3 Bomba Calorimétrica Parr

Este instrumento tiene como función en minimizar el intercambio de calor entre el

sistema en trabajo con el medio que lo rodea. Se utiliza un vaso de combustión el cual es

ubicado en el eje, que es accionado por un sistema de poleas por un pequeño motor

eléctrico, el eje también consta con paletas adicionales que son encargadas de mover la

cantidad de agua que están en interior del vaso calorímetro.

Figura 3.3: Bomba Calorimétrica Parr


30

3.1.4 Componentes de la Bomba Calorimétrica Parr

La bomba esta compuesta de material inoxidable ya que esta trabaja con agua. Se

hará mención a las partes mostradas en la Figura 3.4; la cabeza de la bomba (A), los sellos

de goma (B), la tapa rosca (C), soportes (D), la capsula que contiene el combustible (G), la

válvula de retención (E), la bomba (F), recipiente con forma ovalada que sirve para contener

alrededor de de dos litros de agua (H), agitador de agua (S), abrazadera que sirve para

mantener la posición de la tapa del cuerpo (I), los bornes sirve para aplicar una corriente de

baja presión este es el que produce la ignición de combustible (J), mediante contacto con el

alambre de fusible en K y D, termómetro (T) y lente d observación (L). La Ignición ocurre

cuando el calor que emite una reacción llega a ser suficiente como para sostener la reacción

química.

Figura 3.4 Componentes de la Bomba Calorimétrica Parr

3.1.5 Viscosímetro Saybolt Furol:

Este viscosímetro fue fabricado siguiendo la norma ASTM D88, y su función es medir

la viscosidad de derivados del petróleo.

La cámara la cual contiene el volumen de agua para la regularización de la

temperatura es de acero inoxidable, este también tiene un termostatizador digital que

permite sincronizar y medir la temperatura, de 0 a 150°C, y tener una estabilidad de 0,1°C

aproximadamente. Este equipo consiste en cuatro compartimientos en los cuales se


31

depositan la muestra, por esto se puede medir al mismo tiempo hasta cuatro muestras. Los

comportamientos son cilindros, con una desembocadura con forma de cono y con diámetro

final de 1 mm según la norma señalada. .

Figura 3. 5: Viscosímetro Saybolt Furol

3.2 METODOLOGÍA

En este ítem se dará a conocer el procedimiento a lo que respecta a los cálculos y

la metodología seguidas para los ensayos.

3.2.1 Determinación de la Potencia Calorífica a Volumen Constante

La potencia calorífica de un combustible es conocida como la energía liberada por

unidad de peso o de volumen de éste. La potencia calorífica para combustibles que se

encuentran en fase líquida y sólida son expresadas en unidades de energía por unidad de

masa. Para el combustible en fase gaseosa sus unidades de medida es expresada en:

energía por unidad de volumen del gas, solo que este tiene que estar a ciertas condiciones

de trabajo y estas son a una temperatura de 25°C y a una presión absoluta de 1 atm.

En esta memoria es necesario señalar que el CAL utilizado, se compone de residuos

que son compuestos por hidrogeno, esto quiere decir que este tipo de combustibles tienen

dos tipos de potencia calorífica, la superior (Ha,v) la inferior (Hinf), en estos ensayos

calorimétricos su principal objetivo es medir los cambios de calor. La combustión que

contenga hidrogeno produce agua, la potencia calorífica superior de un combustible es

obtenida mediante un calorímetro de volumen constante el cual el vapor producido se


32

condensa y se reutiliza su calor. La potencia calorífica inferior es el calor liberado por kg de

combustible necesario para evaporar toda el agua producida por la combustión del

Hidrogeno.

3.2.2 Metodologías realizadas para la Obtención de la Potencia Calorífica

El calor desarrollado por una combustión, se mide mediante una masa o un

volumen conocido de muestra del combustible colocado en un recipiente de acero, esta

manera de medición se realiza mediante una bomba calorimétrica, el volumen de

combustible fue considerada a volumen constante el cual se llena con oxigeno. La bomba

cerrada se sumergió en un volumen conocido de agua. Esta muestra se enciende mediante

un arco eléctrico, el calor producido por la combustión se puede medir con exactitud debido

al incremento de la temperatura del agua, puesto que el calor liberado por la bomba es

absorbido por el agua y el calorímetro. Mediante el diseño de la bomba podemos establecer

que no existe perdida de calor (o masa) hacia el entorno, mediante el intervalo de tiempo en

cual se produce el ensayo. Por lo tanto se puede decir que la bomba calorimétrica y el agua

que la rodea forman un sistema aislado.

Para poder definir la potencia calorífica superior es necesario poder conocer la

constante calorimétrica, también conocida como constante del calorímetro. Para poder

obtener la potencia calorífica superior es necesario una muestra de con una potencia

calorífica superior ya definida, para esto el fabricante de la bomba calorimétrica, en este

caso la marca Parr Co, suministra de muestras de acido benzoico con el fin de calibrar el

calorímetro.

La constante calorimétrica se obtiene con la siguiente Ecuación:

( )⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛Δ

+⋅=

TQzmH

Co v,a (3.1)

Donde:

Co Constante calorimétrica

v,aH Potencia Calorífica superior establecida por la muestra

m Masa de muestra

Qz Calor de oxidación del alambre

∆T Variación de temperatura del baño de agua


33

El calor de oxidación (Qz) se determina mediante la siguiente ecuación:

( ) QfLfLiQz ⋅−= (3.2)

Donde:

Qf Energía aportada por el alambre fusible

Li Longitud inicial del alambre fusible

Lf Longitud final del alambre fusible

El fabricante señala que la potencia calorífica del acido benzoico es de 26,453 MJ/kg,

el cual pertenece a un pellet de 1g de masa.

Después de establecer la constante calorimétrica, se procede a definir las potencias

caloríficas desconocidas de las muestras de los combustibles a analizar. Para lograr este

objetivo se debe utilizar la siguiente ecuación:

( )m

QzQsQnTCH bomba

v,a++−Δ⋅

= (3.3)

Donde:

Cabe mencionar que no en todos los combustibles contienen ácidos nítricos y ácidos

sulfúricos, por lo tanto el calor liberado por estos compuestos en este tipo de combustibles

es cero lo cual la formula sólo queda expresada por:

Ha,v Potencia calorífica del combustible

bombaC Capacidad calorífica de la bomba

∆T Variación de la temperatura del agua

m Masa del combustible

Qn Calor liberado por ácidos nítricos

Qs Calor liberado por ácidos sulfúricos

Qz Calor liberado por el alambre


34

mQzTC

H bombav,a

−Δ⋅= (3.4)

3.2.3 Procedimientos realizados en el ensayo para la obtención de la Potencia Calorífica

El procedimiento se explica mediante los siguientes pasos:

Paso Procedimiento seguido en el paso

1 El recipiente metálico se llena con aproximadamente 2 l de agua.

2 La cabeza de la bomba se pone en el soporte A38A.

3

Es necesario cortar 10 cm de alambre fusible, este después tienen que ser

ubicados de tal forma que son introducido en los agujeros de los dos electrodos

ubicados en la cabeza de la bomba, después de esto se bajan los dos gorros para

asegurar y dejar bien sellados el alambre fusible.

4 A continuación se debe limpiar la capsula de combustión.

5

Se debe llenar la capsula con un g de combustible.

6 La capsula es ubicada en el sostenedor el cual es parte en la cabeza de la bomba.

7 Después la cabeza de la bomba se ubica en el cilindro, es necesario por normas de

seguridad que la válvula de salida de los gases se encuentre abierta.

8 Se debe colocar la tapa rosca, se debe girar hasta que no quede ningún hilo a la

vista del cilindro, en este procedimiento se utilizaron tan solo las manos para su

desarrollo.

9 Se cierra la válvula de salida anteriormente señalado.

10 Se ubica la conexión de para el paso del oxigeno con la válvula de admisión que se

debe encontrar en la cabeza de la bomba

11 Se debe abrir la válvula de salida del oxigeno

12 Se abre la salida de oxigeno hacia la bomba hasta que el alcance una presión de


35

25 atm, se cierran las dos llaves, la de oxigeno primero y después la del estanque.

13 Se debe purgar la manguera, se suelta la válvula de alivio y a que la presión que

queda en la manguera puede desviar de su posición los O-Ring que tiene la

conexión de la manguera.

14

Se sumerge la bomba en los dos litros de agua, en este paso se utiliza una pinza

especial, esta se introduce por los dos agujeros que se encuentran ubicados en los

lados de la tapa rosca el fin de esto, es poder remover cierta cantidad de agua con

las manos.

15 Se conectan los cables que se encuentran en el interior del calorímetro en los dos

terminales de la cabeza de la bomba.

16 Se debe asegurar que no halla fuga de oxigeno en la bomba esto se logra viendo

que no salgan burbujas de esta. Si sale burbujas de la bomba se debe suspender la

detonación ya que hay una posibilidad de accidente.

17 Asegurándose de buen cierre de la bomba se coloca la tapa de calorímetro.

18 Se hace la conexión de las poleas con una correa de goma.

19 Se energiza el calorímetro y el sistema ignición.

20 Se activa el agitador que consta de pequeñas paletas para una mayor agitación.

21 Al momento de ubicar el sensor de temperatura en este caso el termómetro es

necesario colocarlo de tal forma que no toque a la bomba y tampoco a las paredes

del recipiente.

22 Se conectan los cables del calorímetro con el sistema de ignición.

23 Cuando se estableció la temperatura inicial se realizo la ignición

24

Después se considero el intervalo de tiempo de 15 s en cada medición hasta que el

delta de tiempo se mantuviera constante

25 El agitador se debe apagar

26 En el momento después se debe desconectar el sistema de ignición y el calorímetro

de la red eléctrica.

27 Después se desconectan los cables de la unidad de ignición.


36

28 Se desconectan los alambres que están en los terminales de la cabeza de la bomba

29 En ese momento después de haber desconectado todos los sistemas se saca la

bomba del agua y el agua que queda en el recipiente es botada en la cañería.

30 En la bomba tienen que ser liberado todos los gases producidos por la combustión

de la muestra mediante la abertura de la válvula de escape, este procedimiento

durar alrededor de 1 minuto.

31 Después de haber sido sacado todos los gases se abre la tapa rosca, con la válvula

de escape sin ser cerrada.

32 La cabeza de la bomba se ubica en el soporte A38A, sin ser nada eliminado.

33 Se debe masar la capsula de combustión con el fin de establecer la escorias o

residuos de la combustión.

34 Con mucho cuidado tiene que ser medido la longitud del alambre fusible que no fue

consumido por el arco eléctrico.

35

Después de que halla sido utilizado se debe lavar y secar con mucho cuidado

asegurándose que no quede rastro de agua en ninguna parte de la bomba, después

la capsula tiene que ser lijada por una lija muy fina para evitar que quede algún

residuo de la combustión producida por la muestra, así puede ser reutilizada por la

siguiente muestra.

3.2.4 Metodología de cálculo para la obtención de la Potencia Calorífica

Se hará mención como se considero los datos entregados por los ensayos y como

fueron utilizados mediante lo antes mencionado en los procedimientos de cálculos:

1) En primer lugar se dará a conocer los datos elementales de los ensayos y el orden

considerado en esta memoria.

- Fecha:

- Hora:

- Muestra:

- Masa de muestra: 1 g

- Volumen de agua: 2 l

- Longitud inicial del alambre fusible (Li): 10 cm

- Longitud final del alambre fusible (Lf):

- Presión de trabajo: 25 atm

- Intervalo de tiempo:


37

- Constante Calorimétrica:

- Energía aportada por el alambre de fusible:

- Temperatura Ambiente:

2) En segundo lugar se dará a conocer los resultados de los ensayos mediante la siguiente

tabla, es necesario resaltar que por cada muestra se realizaran 8 ensayos:

Tabla 3. 1: Esta tabla es la que va a hacer ocupada para todas las mediciones para la obtención de potencia calorífica.

Medición Tiempo (s)

Temperatura (°C)

Variación K

1 0 2 15 3 30 4 45 5 60 6 75 7 90 8 105 9 120

10 135 11 150 12 165 13 180 14 195 15 210 16 225 17 240 18 255 19 270 20 285 21 300 22 315 23 330 24 345 25 360

Para obtener la constante calorimétrica fue necesario emplear la formula 3.1, en la

muestra señalada por el fabricante (Acido benzoico). Pero antes de calcular la constante

calorimétrica es necesario obtener el calor de oxidación del alambre esto se obtiene


38

mediante la formula 3.2. Para la obtención de la constante calorimétrica se obtuvo un

promedio de todos los ensayos realizados del acido benzoico para poder determinar con la

mayor exactitud esta constante.

Para obtener la potencia calorífica de las muestras utilizadas en nuestros ensayos se

utilizo la formula 3.4 pues cabe señalar que en la combustión no se encuentra ácidos

sulfúricos ni tampoco el de ácidos nítricos.

3.2.5 Metodologías realizadas para la obtención de la densidad, peso específico y viscosidad dinámica.

Es de carácter de suma importancia considerar esta propiedad en la pauta final de

esta memoria, para poder caracterizar este combustible líquido alternativo de una forma

adecuada. Puesto que es necesaria para poder realizar correctamente los cálculos

hidráulicos, para esto fue necesario considerar las mediciones a diferentes temperaturas y

ver las variaciones que se presentan en estas mediciones a lo que respecta al tiempo que

demora.

Paso Procedimiento seguido en el paso

1 Se ubica la balanza, se prende con el botón On/Off Zero, se regulariza con este

mismo botón para dejar la balanza en cero.

2 Se selecciona un vaso precipitado con un sistema de medición de volumen en

este caso en ml

3 Se considera el volumen de trabajo de la muestra, que en este caso 60 ml según

norma.

4 Se regulariza las unidades de la balanza en gramos. Según lo requerido en el

experimento, esto se logro con el botón Cal / Unit, el cual tiene como función de

disponer las unidades de peso, que es requerida por el operador.

5 Se ubico el vaso arriba de la balanza y se desprecio el peso de este, con la

función del botón On/Off Zero, el cual consta que a pesar de que se dejo el vaso

arriba de la balanza y esta marco cero en su peso.

6 Ahora se limpia el cilindro de almacenamiento del viscosímetro, se mide los 60 ml

de CAL propuesto en esta memoria, se deposita el volumen del CAL en el cilindro.

El cilindro de trabajo tiene un diámetro final de 1 mm.

7 Cuando se alcanzaba una de las temperaturas requeridas gracias al medidor de

temperatura que esta en contacto con el termostatizador, se programa la


39

temperatura deseada por el operador (Números color anaranjado) y se espera a

que se estabilice la temperatura (Números color verde) hasta la requerida.

8

Cuando las dos temperaturas son iguales, se espera alrededor de 3 min para que

la muestra alcance la temperatura señalada. Se retira el tapón y se empezó la

medición del tiempo en ese momento hasta que llegue a los 60 ml.

3.2.6 Procedimiento de cálculo para la obtención de la densidad, peso específico y viscosidad dinámica.

Como anteriormente fue mencionado la obtención de la densidad es mediante la

formula 2.1 el peso específico es obtenido mediante la formula 2.2, la cual dice que la

densidad se multiplica con la aceleración gravitacional, en cambio el procedimiento seguido

para la obtención de la viscosidad dinámica es más complejo ya que constó de varias

mediciones a diferentes temperaturas de la muestra, esto consistió en medir el tiempo de

demora de está en escurrir y teniendo este tiempo fue necesario utilizar una tabla (Anexo G)

e interpolar para poder obtener la viscosidad dinámica y la viscosidad cinemática.


40

Tabla 3. 2: Tabla empleada para la obtención de las propiedades señaladas.

Tipo de muestra Temperatura °C 0

Volumen cm³ 0

Ensayo Tiempo (s)

Tiempo (SSU)

Viscosidad Cinemática

(centistockes)Masa de Volumen

Densidad (g/cm³)

Viscosidad Dinámica

(Pa·s)

1 2 3 4 5

Promedio

Para poder obtener el peso específico fue necesario hacer una continuación de la

Tabla 3.2, en cual considere la transformación de las unidades de la densidad, el peso

específico de la muestra su obtuvo según la formula 2.2, la que señala que la densidad por

aceleración gravitacional es igual al peso específico:

Tabla 3. 3: Valor del peso específico de la muestra

Densidad (kg/m³)

Peso Específico

(N/m³)


41

Los resultados obtenidos en Tabla 3.2 (Anexo H), se consiguieron con el siguiente

procedimiento:

3.2.7 Procedimiento para la obtención del Punto de Fluidez

Para la obtención de esta característica del CAL se utilizó un refrigerador normal, en

cual se deposito una cantidad de CAL y se fue midiendo su temperatura durante siete días:

Paso Procedimiento en cada paso

1

Se tomo un vaso de diámetro parecido a lo que respecta a tuberías que se

ocupan en traslado de este tipo de combustibles (7,62 cm).

2 Se deposita adentro del refrigerador el vaso con CAL, y se midió la temperatura


42

cada 12 hr, y se ladeaba el vaso para ver si seguía fluyendo a pesar de la baja

temperatura.

3

En el tercer día se vio una diferencia el cual consto en que una parte del volumen

de CAL, estaba congelado esto quiere decir que empezó a cambiar su fase, esto

fue a alcanzar temperaturas menores de -25ºC.

3.2.8 Metodología propuesta para el cálculo de la pérdida de carga de una red de tubería

Expresión de altura total de pérdida de carga:

Figura 3. 6: Pérdida de carga total


43

- Perdida de carga por longitud de tubería: Para poder calcular la pérdida de carga

según Darcy-Weißbach (Ecuación 2.12) es necesario obtener el coeficiente de fricción de la

tubería recta de la red para una sección de diámetro constante (f).

Para esto es necesario obtener el número de Reynolds (Re):

Dado que se trata de tuberías circulares, la ecuación 2.13 se utiliza para evaluar el

número de Reynolds (Re):

Obtenido el valor del número de Reynolds se determina si el flujo de combustible es

turbulento o laminar:

Re < 2000 Flujo Laminar

Re > 4000 Flujo Turbulento

Ahí se selecciona una de la formulas para obtener el coeficiente de fricción de una

tubería recta.

Si se asume que la tubería es del tipo rugosa es necesario considerar el valor de

rugosidad absoluta de la tubería (k), la cual se consigue mediante catálogo del proveedor o

del mismo fabricante:

Después de tener el valor k, se puede obtener el coeficiente de fricción de la tubería

recta mediante la formula de cálculo de f (Ecuación 2.17). Pero este método no es el único

puesto que hay otro método, el diagrama de Moody (ANEXO I), para ocupar este método se

requiere los siguientes valores:

kd (3.5)

Donde:

d Diámetro constante de la tubería recta

k Rugosidad absoluta de la tubería

Ya teniendo los valores de d/k y Re se puede ingresar al Diagrama de Moody

(ANEXO I), buscando la intersección entre la curva d/k (Este valor se localiza a mano

izquierda del Diagrama de Moody), y el valor de Reynolds en el eje horizontal del Diagrama.

- Perdida de carga por accesorios: Consiste en tener bien definidos los parámetros,

medidas de estos y ver en tabla, (Tabla empleada para la obtención de los coeficientes de


44

perdida ANEXO J), conociendo estos valores (Valores como el diámetro de tubería) se

selecciona el valor de coeficiente de pérdida de carga del accesorio necesitado. Después se

suma a la pérdida de carga por longitud en esa tubería y la sumatoria de esos valores en

cada tubería es el valor de H1p2.

Figura 3. 7: Expresión que interpreta la sumatoria de pérdidas de carga

3.2.9 Técnicas propuestas para la recepción del CAL, basado en una buena fiscalización en terreno.

La propuesta en el mejoramiento en la recepción y almacenamiento del CAL va

enfocada en la fiscalización del producto que esta llegando a la planta, esto quiere decir que

se debe comprobar que el producto de entrada cumpla con lo establecido según la pauta y

así no presentan problemas en el futuro, con el traslado y almacenamiento de éste, puesto

que los cálculos a lo que se respecta al flujo del CAL considera la pauta entregada en esta

memoria. Para esto se realizó un instrumento de medición de uso práctico y sencillo en

terreno, el cual da de una forma rápida y sencilla la viscosidad del CAL, y ver si la variación

es mínima o considerablemente alta según la pauta. Si es así, se debe tomar las medidas

pertinentes del caso.

El viscosímetro de placa, tiene como tarea esencial mostrar o dar conocer la

Viscosidad Dinámica del CAL. Esto se logra inclinando la placa a cierto grado, se consideró

temperaturas de trabajo normales del CAL, se medio cuanto se demora en fluir CAL en una

distancia de 10 cm, si se cumple el tiempo con una pequeña diferencia según la pauta, esto

indica que la Viscosidad Dinámica no varía su valor según lo establecido.


45

Figura 3. 8: Croquis de diseño del Viscosímetro de placa

Las mediciones realizadas para obtención del tiempo en que demora en fluir el CAL

se presentan en la siguiente Tabla. La cual considera los valores obtenidos del tiempo para

temperatura. Luego, se obtiene el promedio del tiempo y se consideró la incerteza, según lo

que muestra los valores más extremos.

Tabla 3. 4: Tablas empleadas para obtener el tiempo en el Viscosímetro de Placa

Grado Inclinación: ° Temperatura de la muestra: °C


1 2 3 4 5

Promedio


46

El grado inclinación se puede obtener de varias formas, una de estas es calcular el

valor de los catetos de un triángulo rectángulo, que se forma entre la placa y un ángulo

recto, del ángulo formado entre la hipotenusa en este caso la placa y el cateto adyacente

que en este caso seria el piso en donde se ubica la placa. La otra forma es obtener de

forma directa el grado inclinación con un transportador en la placa y así ver el

comportamiento del CAL.

Figura 3. 9: Triangulo rectángulo formado por la placa

Para poder obtener los catetos β e ε, se ocupan las siguientes formulas:

)(cosLplaca α⋅=β (3.6)

Donde:

placaL Longitud de la placa, que considerada como hipotenusa

α Angulo de inclinación

β Cateto adyacente

( )α⋅=ε senLplaca (3.7)

Donde:

ε Cateto opuesto


47

El objetivo pretende obtener una tabla con los siguientes datos, para que sea usado

como pauta guía para la obtención de la viscosidad según el viscosímetro de placa creado:

Tabla 3. 5: Pauta guía del Viscosímetro de placa

Temperatura Tiempo de Placa Inclinada en 5°

(s)

Tiempo de Placa Inclinada en 10°

(s)


(s)

-5 0 5

10 15 20 25 30 35

Presentación y Discusión de los Resultados

48

CAPÍTULO 4

PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS


49

CAPITULO 4 PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS

En este capitulo se presentan los resultados obtenidos, mediante las mediciones

realizadas en el laboratorio. También, se hace mención a la discusión necesaria de los

resultados obtenidos, puesto que en las variaciones de temperatura muestra cambios en las

propiedades que son a considerar. Por esta situación se hizo una entrega de los resultados

lo más expedita y clara en esta memoria, con la ayuda del programa Minitab 15 y Microsoft

Office Excel, se entrega en forma detallada las variaciones mediante gráficos.

4.1 PRESENTACIÓN Y DISCUCIÓN DE RESULTADOS

4.1.1 Presentación de los resultados para la obtención de Potencia Calorífica.

Es necesario mencionar que se considero la constante calorimétrica de la memoria:

"Puesta en marcha de un calorímetro Parr”. En este paso se dará a conocer gráficamente

los resultados obtenidos de las medidas realizadas al CAL propuesto:

Figura 4. 1: Gráfico que muestra la variación de temperatura respecto al tiempo


50

Figura 4. 2: Potencias caloríficas obtenidas en cada uno de los ensayos

También, se dio a conocer mediante una tabla los resultados generales obtenidos

en los ensayos:

Tabla 4.1: Valores de las potencias caloríficas obtenidas en los ensayos

N° Ensayo

Potencia calorífica J/g ó kJ/kg ∆T (°C)

1 38.680,97 3,7 2 41.822,36 4 3 37.635,12 3,6 4 38.680,97 3,7 5 37.631,27 3,6 6 38.682,89 3,7 7 38.681,93 3,7 8 35.539,57 3,4

Media 38.419,385

La media o el valor promedio mostrado en la Tabla 4.1, dio a conocer la potencia

calorífica de la muestra del CAL, según el procedimiento seguido por la norma 51900. Que

en este caso es: 38.419,385 kJ/kg.


51

4.1.2 Discusión del Resultado de potencia calorífica.

Cuando se realizaron las mediciones, uno de los factores que influyó en las

variaciones de la temperatura en el volumen del agua, fueron las altas temperaturas que se

alcanzaron esos días en el ambiente, ya que la variación que se alcanzó en un día de

mediciones fue de casi 3°C, también cabe señalar que la temperatura de la bomba

calorimétrica con las diferentes combustiones realizadas en los ensayos, aumentó su

temperatura debido que esta compuesta de acero la bomba, provocando también el

aumento de las temperatura del agua al momento de depositarla dentro del volumen de

esta, lo cual esto nos lleva a concluir que se ve influenciado el cálculo de la potencia

calorífica de las muestras por las variaciones de temperatura.

Para evitar que estas variaciones, afecten lo menos posible en estos ensayos se

siguió una norma 51900 la cual da entender que se puede considerar que la bomba es un

sistema cerrado esto quiere decir, que no hay pérdida de presión ni de masa en interior de

la bomba pero si un intercambio de temperatura entre la bomba y el volumen de agua según

esta señala, mediante este comportamiento podemos obtener la potencia calorífica de la

muestra con seguridad, siguiendo el procedimiento entregado por esta norma.

A continuación se hará mención a la discusión de los resultados:

- No se realizó el ensayo del acido benzoico ya que estas medidas según

estándares de laboratorio se realiza después de 1.000 mediciones y como en una

memoria (Puesta en marcha de un calorímetro Parr y determinación de la

potencia calorífica de Carbones Vegetales 2006) la constante calorimétrica ya

había sido definida y todavía no se cumplían las cantidades de mediciones

necesarias para recalcular esta constate, se considero en los ensayos de esta

memoria la constante calorimétrica es 10.477,74 J/K obtenida en la memoria

anteriormente señalada.

- Los valores obtenidos de las potencias caloríficas en las diferentes mediciones, se

puede ver que no varían mucho entre si, excepto en el ensayo 2 y 8, el cual

puede a ver influido el poco tiempo que tuvieron entre sí el ensayo 1 y 2. Ya que

la temperatura de la bomba puede a ver estado mas elevada de lo común y por

ende a ver afectado en el aumento de la temperatura en el volumen de agua, ya

que normalmente la variación de temperatura (∆T) en cada ensayo era de

promedio 3,7°C, pero en el ensayo 2 alcanzó un ∆T de 4°C. Y a lo que respecta al

Ensayo 8 puede a ver influido que era la primera medición del día, y la


52

temperatura de la bomba puede haber sido menor a lo que respecta al volumen

del agua, ya que en los residuos de la combustión se encontró una cantidad

considerable de agua, esto quiere decir que puede haber habido un porcentaje de

humedad o agua en la bomba que puede haber afectado en la combustión ya que

como se trabaja con una cantidad de masa (1 g) tan pequeña, este puede haber

sido influenciado por el más pequeño de los factores, en este caso en el mal

secado de la bomba en su interior, por esto el valor ∆T en este ensayo puede

haber dado tan bajo.

Se hizo una comparación con datos obtenidos en nuestras fuentes de información

(Anexo C y Tabla 2.1):

Tabla 4. 2: Comparación de las potencias caloríficas en porcentaje con respecto al CAL propuesto

Muestra (Tipo de potencia calorífica)

Potencia Calorífica

(kJ/kg)

% de diferencia con el CAL propuesto

Carbón Bituminoso (Superior) 36.041,46 6,19% Diesel (Superior) 45.627,4 15,80% Residual muy Liviano (Superior) 43.953 12,13% CAL propuesto (Superior) 38.419,385

Como se puede visualizar el CAL propuesto a lo que respecta a la potencia calorífica

según los resultados obtenidos es mayor que el carbón bituminoso en 6,19%, pero es

inferior en un 15,8% a lo que muestra el Diesel lo cual es una diferencia considerable, pero

en lo que respecta al porcentaje del residual muy liviano, el cual podría entrar el combustible

en esta categoría, se encuentra abajo en un 12,13%, esta diferencia se puede deber a la

gran diferencia a la escorias que se encuentran en nuestros residuos de aceite comparado

con el entregado en valor de residual muy liviano ya que estos hacen una gran diferencia en

al momento de hacer combustión en la capsula ya que se supone que viene lo más limpios

posible. También ver cual fue el procedimiento seguido para la obtención de las potencias

caloríficas en este tipo de combustibles.

Lo que se puede concluir es que a pesar de ciertos factores, los resultados obtenidos

en estas mediciones no están tan fuera de realidad y no existe razón para ser despreciado

estos valores de potencia calorífica.


53

4.1.3 Presentación de los resultados de la densidad, peso específico y viscosidad dinámica.

Como el ítem anterior también se hará mención de los resultados obtenidos mediante

tablas y gráficos. El comportamiento de las propiedades densidad, peso específico y

viscosidad dinámica se midieron a diferentes temperaturas, las que fueron 20, 30 y 40°C.

Donde los valores obtenidos se pueden apreciar en detalle en el Anexo H.

Los valores de estas propiedades se presentan en las siguientes tablas y gráficos:

Tabla 4. 3: Valores finales de las propiedades obtenidos por las mediciones

Temperatura (°C)

Densidad (kg/m³)

Peso Específico

(N/m³)


(Pa·s)

20 829,7 8.139,60 0,11219611 30 820 8.044,20 0,08897335 40 817,5 8.019,80 0,0359373

Densidad v/s Temperatura

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 10 20 30 40 50

Temperatura (C°)

Den

sida

d (k

g/m

3)

Figura 4. 3: Comportamiento de la densidad respecto de la temperatura


54

Peso específico v/s Temperatura

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

0 10 20 30 40 50

Temperatura (°C)

Pes

o es

pecí

fico

(N/m

3)

Figura 4. 4 Comportamiento del peso especifico respecto de la temperatura

Viscosidad dinámica v/s Temperatura

0

20

40

60

80

100

120

0 10 20 30 40 50

Temperatura (°C)

Vis

cosi

dad

diná

mic

a (m

Pa

s)

Figura 4. 5 Comportamiento de la viscosidad dinámica respecto de la temperatura


55

4.1.4 Discusión de los Resultados de Densidad, Peso Específico y Viscosidad Dinámica.

Como se puede observar en los Figura 4.3. El comportamiento de la viscosidad varía

mucho a lo que respecta a la temperatura a cual se encuentra expuesta, pero en las

mediciones en cada temperatura puntual la variación fue mínima. El comportamiento del

CAL propuesto, es idéntico al de cualquier otro fluido, puesto que entre mayor sea la

temperatura se encuentre expuesto su viscosidad dinámica desciende.

Una de los elementos que puede haber influido de una manera negativa en estos

resultados es el volumen de la muestra ya que no siempre se empezó con el mismo peso,

observando las mediciones a diferentes temperaturas (Anexo H), esto se puede deberse a

que al momento de depositar el CAL en el vaso precipitado no fue hecho con exactitud,

puesto el volumen requerido por la norma ASTM D88 son 60 cm³ y depende de la vista del

operador ya que esta medida se toma al ojo en las medidas marcadas en el vaso

precipitado (ml). Esto pudo provocar errores, como en cálculo de la densidad, del peso

específico y de la misma viscosidad dinámica, pero aunque fuera así estos errores tienden a

ser mínimos.

4.1.5 Presentación de los resultados de los tiempos en el viscosímetro placa propuesto.

Como fue estandarizada las viscosidades dinámicas a las temperaturas entre -5 y 35

°C, y se tiene el tiempo en que se demoro el CAL en fluir, se puede dar un valor

determinado de la viscosidad según el tiempo de demora del CAL y la temperatura

requerida de este. Por lo tanto la pauta para el viscosímetro de placa, quedo de la siguiente

manera (Anexo K y L):

Tabla 4. 4: Tabla de valores de viscosímetro de placa.


(s)


(s)


(s)


(Pa·s)

20 129,08 79,42 33,78 0,117162 30 53,62 18,08 15,14 0,079033 40 19,38 9,94 6,9 0,0599685


56

4.1.6 Discusión de los resultados de los tiempos del viscosímetro de placa.

Como este instrumento es sólo un indicador de valores cercanos a la realidad, puesto

que hay diferentes factores que perjudican a la credibilidad de este, una de estas es que no

fue realizada bajo una norma concreta, pero no por esto deja de ser instrumento que

muestra una referencia clara y rápida de la viscosidad dinámica.

Otro factor que puede haber influido en los valores obtenidos en la Tabla 4.8, es el

grado inclinación ya que puede haber sido menor o mayor dependiendo de las medidas de

los catetos opuestos y de los catetos adyacentes (Figura 3.9), ya que estos valores tienen

varios decimales que al momento de hacer la inclinación puede que no todos hayan sido

considerados, lo cual tiene influencia en la obtención de grado inclinación y provoca

variaciones de consideración. Con el transportador es más rápido y preciso pero se vio el

problema obtener también la altura justa para lograr el grado de inclinación.

También al momento de realizar las mediciones en la placa con el CAL, a las

temperaturas de menos de 5°C, se vio afectado con la temperatura ambiente ya que el

tiempo en que demoro en fluir el combustible, vario entre 1 y 6 min, ya que entre más

demora el combustible en fluir más se ve influenciado por la temperatura ambiente.

4.2 PAUTA FINAL Y PROTOCOLO PARA EL CAL PROPUESTO

4.2.1 Presentación de la pauta final y del protocolo propuesto.

A continuación se dará a conocer la pauta final de esta memoria la cual considera las

características y propiedades obtenidas a diferentes temperaturas del CAL:

Tabla 4. 5: Pauta Final

CAL Propuesto Potencia Calorífica 38.419,385 J/g Punto de Fluidez entre -25 a -30

Temperatura (°C)

Densidad (kg/m³)

Peso Específico

(N/m³)

Viscosidad Dinámica (kPas·s)


(Pas·s)

20 829,7 8139,56 117,162 0,117162 30 820 8044,17 79,033 0,079033 40 817,5 8019,7 40,904 0,040904


57

Protocolo propuesto:

Paso Procedimiento en cada paso

1 Al momento de la llegada del camión de transporte del CAL, se pide una

pequeña muestra.

2 Después se mide la temperatura del combustible, se busca un ambiente fuera

del contacto el Sol si se trabaja a altas temperaturas.

3 Se limpia el Viscosímetro de placa, y se regula el grado de inclinación de uso.

4 Se deja caer la gota de CAL en la parte superior del viscosímetro de placa,

esperar que esta gota pase por el indicador del inicio de los 10 cm, para medir

el tiempo hasta el indicador final, según la placa.

5 Si el tiempo adquirido es acorde a lo señalado en la pauta del viscosímetro de

placa, se considera ese valor de viscosidad a la temperatura anteriormente

medida.

6 Si la medición traspasa un rango de 30 s, en las temperaturas bajas (-5 a 5

°C), no cumple con la pauta anteriormente señalado.

7 Si la medición traspasa un rango de 20 s, en las temperaturas que varían

entre 10 y 20 °C., no cumple con la pauta anteriormente señalado.

8 Si la medición traspasa un rango de 10 s, en las temperaturas que varían

entre 25 y 35 °C, no cumple con la pauta anteriormente señalado.

9 Si cumple lo anteriormente señalado, el combustible de llegada cumple con la

pauta final.

4.2.2 Discusión de los resultados protocolo propuesto.

Como este protocolo se realizó basándose solamente, en los resultados obtenidos en

esta memoria, es un procedimiento que se propone mediante las conclusiones del alumno

realizador de esta memoria:

En el paso número 1, se baso en el comportamiento del flujo del CAL ya que este

comienza con la llegada del camión y es ahí donde se debe comprobar que el combustible

es el indicado según las propiedades indicadas y si se cumple lo solicitado al proveedor. El

paso 2 es de suma importancia ya que la placa al sol puede aumentar considerablemente

su temperatura, influyendo en la temperatura del CAL que se esta midiendo, por esto es

necesario estar a la sombra. En el paso 3 es necesario una buena limpieza de la placa ya

que residuos de las muestras anteriores pueden influir en el flujo del CAL que se esta


58

midiendo. En el paso 4 y 5, se muestra la manera de medición que se empleo para obtener

los tiempos. En el paso 6, 7 y 8, se obtuvieron de un promedio de los valores más lejanos

de los tiempos medidos, los cuales fueron desechados en las tablas finales de estos, en el

Anexo K.

4.3 QUEMADORES PARA EL USO DEL CAL PROPUESTO 4.3.1 Quemador del CAL propuesto, para horno rotatorio.

Este tipo de quemador se ubica en los hornos rotatorios, estos últimos consisten en el

siguiente procedimiento, mediante un cilindro que esta girando en su propio eje (Torque), se

deja caer lo que se desea quemar (Crudo), mientras el quemador se encuentra en la parte

inferior de la inclinación (Generalmente la inclinación es de 5°), como se muestra en la

siguiente figura:

Figura 4. 6: Comportamiento de horno rotatorio

Un tipo de quemadores utilizados en este tipo de procedimientos, es el Quemador de

horno rotativo UNITHERM CEMCON 10 MW – 250 MW (Anexo M):


59

Figura 4. 7: Quemador UNITHERM CEMCON 10 MW – 250 MW

Las características del Quemador de horno rotativo UNITHERM CEMCON 10 MW – 250

MW son:

El diseño patentado de la hornilla del horno ofrece una alta gama de ajustes para fijar

la llama según el requisito de calor del horno:

Combustibles que pueden ser usado en este tipo de quemadores:

- Carbón

- Combustibles alternativos sólidos

- Combustibles alternativos sólidos

- Diesel, Gasolina y aceites

- Gas de combustible.

El diseño de hornilla, como da la facilidad de usar multicombustibles ofrece una alta

cantidad de accesorios en este quemador, los cuales son:

Accesorios:

- Hornilla de Ignición

- Supervisión de la llama

- Apagadores automáticos de la hornilla

- Pipa telescópica para la alimentación del combustible.


60

4.3.2 Quemador del CAL propuesto, para calderas acuotubulares.

Este tipo de quemador consiste en que su uso puede variar en la maquinaria ya que

pueden ser utilizadas en calderas acuotubulares, hornos rotativos, generadores de aire

caliente, etc. Estos contienen un registro de aire el cual fue construido por el proveedor para

asegurar una intima mezcla de aire combustible en la proporción precisa y en el punto de

propagación de la llama. El diseño de las paletas permite lograr la mezcla de aire con el

combustible, antes de salir de cono refractario, reduciendo de esta forma el exceso de aire

al mínimo obteniendo así una combustión completa. El caudal de aire necesario para la

correcta combustión es regularizado mediante el diafragma que se desplaza axialmente

(Anexo N).

Figura 4. 8: Quemadores Fontanet tipo Air Foil

Conclusión

61

CONCLUSIÓN

- Se pudo obtener la potencia calorífica del combustible líquido alternativo

propuesto mediante la bomba calorimétrica Parr modelo 1108, para esto se utilizó

de una forma correcta según muestran por los resultados obtenidos con la norma

DIN 51900, en la que se estandariza los protocolos de medidas para la obtención

de la potencia calorífica.

- Fue necesario seguir los protocolos de la norma DIN 51900 para poder reducir lo

más posible los errores al momento de realizar las mediciones en el laboratorio,

ya que según norma la masa con la que se trabaja es muy pequeña (1 g), lo cual

puede verse afectada por el más mínimo de los factores, por esto es necesario

seguir al pie de la letra las indicaciones de esta norma.

- Cuando se analizó el comportamiento de cada uno de los ensayos para la

obtención de las potencias caloríficas, generalmente se aprecio una tendencia

clara y constante, pero en dos ensayos (Ensayo 2 y 8) se vio que la variación de

temperatura (∆T) no fue la tendencia que mostraban los otros ensayos, sino todo

lo contrario uno entregó una variación de temperatura de +0,3ºC y -0,3ºC respecto

del valor medio de la temperatura del volumen de agua. Esto influye en la

obtención de la potencia calorífica según la norma, pero como la variación de

temperatura dependió del operador de la bomba calorimétrica Parr, fue la misma

de 0,3ºC, estas no se vieron influenciados en el resultado final de la potencia

calorífica del CAL que fue 38.419,385 kJ/kg.

- Al analizar el valor final de la potencia calorífica obtenida de la muestra de CAL,

se hizo una comparación de ésta con las potencias caloríficas de otros

combustibles de uso común, la cual dio como resultado diferencias que son de

considerar pero que no se ven tan lejanas a la realidad, por ejemplo la

comparación de las potencias caloríficas con el Carbón Bituminoso dio una

diferencia a favor al CAL propuesto de un 6,19%, otra diferencia la cual no fue a

favor del CAL propuesto, fue la comparación con el Diesel esto era esperado en

todo los aspectos ya que es él combustible al cual se busca reemplazar y

complementar en sus funciones como combustible de calderas y hornos

industriales, la diferencia a favor del Diesel fue de un 15,8%. La comparación con

más trascendencia, es la que se hizo al CAL propuesto con la del residual muy

Conclusión

62

liviano obtenida mediante investigaciones, la diferencia no fue a favor del CAL

propuesto en un 12,13%, el cual es una diferencia bastante grande, más de lo

esperado, pero se puede deber a que no se conoce la composición real de este

residual muy liviano y cual fue el método seguido para la obtención de su potencia

calorífica. Pero el valor de la potencia calorífica obtenida del CAL propuesto no es

despreciable ya que no se aleja de la realidad, el factor que puede haber influido

en la cantidad de residuos que contenía la muestra de este, ya que generalmente

los residuos usados como combustibles alternativos son limpiados antes de hacer

el análisis para la obtención de esta propiedad.

- Dado a que no se conoce la composición del combustible líquido alternativo

mostrado en esta memoria es imposible poder obtener la potencia calorífica de las

muestras con la formula de Dulong (2.18).

- Se puede concluir, que el valor de potencia calorífica obtenida es aceptable, y que

puede ser considerado como combustible líquido alternativo ya que su potencia

calorífica es mayor la del carbón bituminoso y un porcentaje aceptablemente

menor al del Diesel, combustibles de uso común en las industrias.

- Se pudo obtener los valores de densidad, peso específico y viscosidad dinámica.

Mediante un viscosímetro construido bajo la norma ASTM D88, como este

instrumento su uso es de forma muy simple las variaciones no fueron de

consideración ya que se siguió la metodología del uso de este instrumento y no

hubo problema para obtener el tiempo de demora en fluir de CAL propuesto.

- Como no se tiene ningún valor en cual se puede hacer una comparación de los

resultados obtenidos, puesto que no se sabe cuales son los aceites y disolventes

que componen este combustible, luego se asume que los valores obtenidos son

los correctos. Una referencia relevante es que la densidad del CAL es menor a la

del agua (A 20°C la densidad CAL propuesto 829,7 kg/m³ y del agua es de 998,2

kg/m³) eso quiere decir que tiene un comportamiento esperado según lo mostrado

teóricamente.

- Se puede concluir que los resultados obtenidos de densidad, peso específico y

viscosidad dinámica, son confiables ya que como fue mencionado su variación en

las mediciones fue mínima.

Conclusión

63

- Finalmente se encontró un instrumento de medición en terreno para la viscosidad

dinámica que presenta una cierta confiabilidad, a pesar de que su principio de

funcionamiento se base en una norma industrial aceptada.

Bibliografía

64

BIBLIOGRAFÍA [1] Soza Poblete Juan Enrique. Puesta en marcha de un Calorímetro Parr y determinación

de la potencia calorífica de carbones vegetales. Escuela de Ingeniería de Ejecución en

Mecánica. Universidad de Talca. Curicó, Chile. 2006.

[2] González Rosales Juan Pablo. Diseño y Construcción de un Viscosímetro rotacional de

cilindros concéntricos para fluidos no newtonianos. Escuela de Ingeniería de Ejecución en

Mecánica. Universidad de Talca. Curicó, Chile. 2007.

[3] Prof: Espinosa Fuentes Fernando Félix. Mantenimiento Predictivo. Escuela de Ingeniería

de Ejecución en Mecánica. Universidad de Talca. Curicó, Chile. Primavera 2006.

[4] Prof: Tirado Díaz Felipe. Calderas, Quemadores de Combustibles e Instrumentación.

Escuela de Ingeniería de Ejecución en Mecánica. Universidad de Talca. Curicó, Chile. 2007.

[5] Prof: Salinas Salas Gonzalo Eugenio. Apuntes Mecánica de Fluidos. Escuela de

Ingeniería de Ejecución en Mecánica. Universidad de Talca. Curicó, Chile. 2008.

[6] Parr Instrument Company. Operating Instructions for the 1108 Oxygen Combustions

Bomb. 1998.

[7] Castells Elias Xavier. Tratamiento y valorización energética de residuos. Ediciones Díaz

de Santos. Edición 1. 2001.

[8] Raymond Chang. Química. Editorial McGraw-Hill. Primera Edición en Español. 1992. [9] www.uprh.edu.com [10] www.widman.com

[11] www.quiminet.com

[12] www.directindustry.com

[13] www.calderasfontanet.com

Anexos

65

ANEXOS

Anexos

66

ANEXOS ANEXO A

Balanza empleada en los ensayos.

Anexos

67

ANEXO B

NORMAS EMPLEADAS EN LOS ENSAYOS

A continuación se dará a conocer las normas DIN utilizadas en los ensayos de esta

memoria. Norma DIN 51900-1 y se refiere procedimientos y características de los ensayos.

Anexos

68

La norma DIN 51900-2, esta se refiere a las ecuaciones necesarias para obtener la

potencia calorífica en calorímetros adiabáticos isoperbólico.

Anexos

69

La norma DIN 51900-1B, esta es un complemento a una ecuación de la norma DIN

51900-1.

Anexos

70

La norma DIN 51900-3, esta consiste en la evaluación del poder calorífico en

calorímetros adiabáticos convencionales.

Anexos

71

ANEXO C

Tabla en la cual se hace mención de las potencias caloríficas, estos datos se usaron

como referencia en los resultados obtenidos en esta memoria.

Potencias Caloríficas superiores de diferentes combustibles

Muestras Potencia Calorífica J/g

kg de agua incorporados a 100°C

Aceite pesado bruto (promedio) 46251,114 20,59 Alquitrán (desechos) 40461,876 18 Antracita 35346,584 15,71 Carbón bituminoso (superior) 36041,46 16,05 Carbón bituminoso (inferior) 24416,938 10,03 Carbón vegetal (madera) 30231,292 13,45 Carbón vegetal (turba) 28602,938 12,73 Coque (promedio) 29670,368 13,2 Lignito seco 26078,78 11,61 Madera seca 16744 7,45 Madera con un 20% de humedad 11858,938 5,28 Petróleo 46506,46 20,68 Petróleo (desechos) 46368,322 20,53 Turba secada al horno 22089,522 9,84 Turba secada al aire 16836,092 7,5

Anexos

72

ANEXO D

BOMBA CALORÍMETRA PARR.

Esta consiste en un sistema cerrado y sellado en cual se minimicé el intercambio de

calor con el ambiente, mientras se produce la medición de la potencia calorífica. Este

sistema consiste en una bomba de paredes metálicas en la cual se introduce la masa de

combustible, que es mezclada con oxigeno a una cierta presión determinada. La bomba es

introducida en un calorímetro de agua, la combustión es provocada mediante una ignición

con un conductor eléctrico. El calor desprendido se mide viendo el aumento de las

temperaturas del volumen del agua que se encuentra alrededor bomba.

La bomba de oxigeno Parr 1108 esta constituida por una acero especial el cual evita

las machas provocadas por la combustión y también esta compuesta colombio estabilizado,

este último sirve por su capacidad de resistir ácidos mezclados, tanto los nítricos como los

sulfurosos que también son generados por la combustión de la bomba.

1) A continuación se hará mención a las partes y accesorios de la Bomba de Oxigeno Parr.

Anexos

73

N° N° de las Partes Descripción

1 103ª Tapa roscada

2 230ª O-ring, 2-3/8, ID, Buna-N

3 394A12 Cabeza de bomba, descubierta.

Anexos

74

394A12CL Cabeza de bomba, descubierta, servicio de cloro.

4 A101A El cilindro de bomba, vendido solo con 103A atornillada la

tapa roscada como la parte N° AA101A.

A101ACL El cilindro de bomba para el servicio del cloro, vendido

con 103A atornillada la tapa roscada con la parte N°

AA101ACL.

5 395A2 Cuerpo de válvula de admisión

6 415ª O-ring, 2-7/16, ID, Buna-N

7 238ª O-ring, 2-3/16, ID, Buna-N

8 403ª Válvula de comprobación

9 411ª Tuerca Terminal

10 143AC Aislador, Delrin

11 238ª O-ring, 2-3/16, ID, Buna-N

12 388ª Espacio

13 SC1932SC10 Soc. hd. tornillo de juego

14 278A3 Buje adaptador

15 404A2 Tuerca deflectora

16 406ª Tuerca de cerradura (esclusa)

17 5A10 Electrodo de lazo con manga

18 4A10 Electrodo directo com manga

19 401ª Aislador de manga

20 96AC Aislador de electrodo

21 402ª Corazón de electrodo


23 407ª Perilla de válvula


25 400ª Aguja de válvula

A420A Aguja de válvula com pirilla (N° 23, 24 25)

26 397ª Tuerca de compresión

27 396ª Cuerpo de válvula de salida

28 7VBCM Arandela

29 378ª Embalaje de copa

30 20VB Asiento de válvula, Kel-f

Ensambles Completos

AA101A El cilindro de bomba atornillada con tapa rosca 103A.

Anexos

75

AA101ACL El cilindro de bomba para el cloro, atornillada con tapa

rosca 103A.

A416A3 Ensamble de la cabeza de bomba

A416A3CL Ensamble de la cabeza de bomba para el servicio de

cloro.

2) Partes de unidad de ignición 2901.

Se presenta en forma detallada el sistema ignición de la Bomba Calorimétrica Parr

modelo 1108.

16E3 Transformador, 115/230 V.21 V.

34E2 El cordón del enchufe de w/115V

35E Interruptor de empuje

A59A2 Poste de conexión

1203EEE Juego de cordones con enchufe 230 V

Anexos

76

1574E Enchufe de lámpara indicador

1575E Capuchón para el objetivo

1576E Lámpara de indicador

A1580E Conjunto de tarjeta de circuitos impresos

Sistema de inyección de oxigeno:

4VB3 Cubierta de junta, TFE.

6VBBB Cubierta, cobre.

8VB2 Cubierta de tuerca

9VB1 Tuerca de unión, Cobre, CGA540

20VB Asiento de válvula, Kel-f

21VBBB Toque (Anillo) de linterna, cobre.

53A Prenda de oxigeno, 3-1/2", 0-60 atm.

112VB4AK Válvula de aguja

124VB Engrasador de unión, cobre, CGA540

A140VB Válvula de alivio de barra traviesa.

A150VB Perilla de válvula

Anexos

77

188A2 Relleno de cuerpo de conexión, desnudo

243VB Tubo conector macho.

438VB Conector de codo; 45°, macho

A476A3 Conector de resbale, O-ring.

394HCJE El anillo para A476A3 conector de resbale (requiere 2)

HX0012TB024 Tubería de presión, 1/8" OD, Nylon 5-ft.

Anexos

78

ANEXO E

Memoria de Mediciones y Cálculos, para la obtención de la potencia calorífica de

nuestro combustible liquido alternativo:

Ensayo 1:

- Fecha: 10/11/2008

- Hora: 9:00 A.M.

- Muestra: Combustible Alternativo líquido




- Longitud final del alambre fusible (Lf): 1 cm


- Intervalo de tiempo: 15 s

- Constante Calorimétrica: 10477,74 J/K

- Energía aportada por el alambre de fusible: 9,62964 J/cm

- Temperatura Ambiente: 19°C


Temperatura (°C)

Variación K1

1 0 18,9 0 2 15 19 0,1 3 30 19,1 0,2 4 45 19,7 0,8 5 60 20,3 1,4 6 75 21 2,1 7 90 21,4 2,5 8 105 21,7 2,8 9 120 22 3,1

10 135 22,2 3,3 11 150 22,3 3,4 12 165 22,3 3,4 13 180 22,4 3,5 14 195 22,4 3,5 15 210 22,4 3,5 16 225 22,5 3,6 17 240 22,5 3,6

Anexos

79

18 255 22,5 3,6 19 270 22,5 3,6 20 285 22,6 3,7 21 300 22,6 3,7 22 315 22,6 3,7 23 330 22,6 3,7 24 345 22,6 3,7 25 360 22,6 3,7

∆T 3,7

Procedimiento realizado con la formula 3.2:

Li 10 cm Lf 1,0 cm

( Li - Lf ) 9 cm Qf 9,62964 J/cm Qz 86,66676 J/g


M 1 g Cbomba 10477,74 J/K Qz 86,66676 J/g Cbomba · ∆T 38767,638 J

[ Cbomba · ∆T ] – Qz 38680,97124

[ ( Cbomba · ∆T ) - Qz ] / m 38680 J/g Potencia Calorífica de la muestra

Anexos

80

Gráfico de Ensayo 1:

345315285255225195165135105754515

4

3

2

1

0

Tiempo (s)

Var

iaci

ón K

1 (°

C)

3,73,73,73,73,73,73,63,63,63,63,53,53,5

3,43,43,33,1

2,8

2,5

2,1

1,4

0,8

0,20,10,0

3,73,73,73,73,73,73,63,63,63,63,53,53,5

3,43,43,33,1

2,8

2,5

2,1

1,4

0,8

0,20,10,0

3,73,73,73,73,73,73,63,63,63,63,53,53,5

3,43,43,33,1

2,8

2,5

2,1

1,4

0,8

0,20,10,0

Variación Temperatura (°C) vs Tiempo (s)Muestra: CAL propuesto --- Ensayo 1

Anexos

81

Ensayo 2:

- Fecha: 10/11/2008

- Hora: 10:15 A.M.




- Longitud final del alambre fusible (Lf): 0,8 cm


- Intervalo de tiempo: 15 s



Temperatura (°C)

Variación K2

1 0 18,9 0 2 15 19 0 3 30 19,1 0,2 4 45 19,7 0,8 5 60 20,1 1,2 6 75 20,5 1,6 7 90 20,8 1,9 8 105 21,3 2,4 9 120 21,6 2,7

10 135 21,9 3,0 11 150 22,1 3,2 12 165 22,4 3,5 13 180 22,5 3,6 14 195 22,6 3,7 15 210 22,7 3,8 16 225 22,7 3,8 17 240 22,8 3,9 18 255 22,8 3,9 19 270 22,8 3,9 20 285 22,9 4,0 21 300 22,9 4,0 22 315 22,9 4,0 23 330 22,9 4,0 24 345 22,9 4,0 25 360 22,9 4,0

∆T 4

Anexos

82


Li 10 cm Lf 0,8 cm

( Li - Lf ) 9,2 cm Qf 9,62964 J/cm Qz 88,592688 J/g


m 1 g Cbomba 10477,74 J/K Qz 88,59269 J/g Cbomba · ∆T 41910,96 J

[ Cbomba · ∆T ] - Qz 41822,36731



345315285255225195165135105754515

4

3

2

1

0

Tiempo (s)

Var

iaci

ón K

2 (°

C)

4,04,04,04,04,04,03,93,93,93,83,83,73,63,5

3,23,0

2,7

2,4

1,9

1,6

1,2

0,8

0,20,10,0


Anexos

83

Ensayo 3:

- Fecha: 10/11/2008

- Hora: 11:50 A.M.








Temperatura (°C)

Variación K3

1 0 19,6 0 2 15 19,6 0 3 30 19,9 0,3 4 45 20,4 0,8 5 60 21 1,4 6 75 21,6 2,0 7 90 21,9 2,3 8 105 22,2 2,6 9 120 22,4 2,8

10 135 22,6 3,0 11 150 22,7 3,1 12 165 22,8 3,2 13 180 22,9 3,3 14 195 22,9 3,3 15 210 23 3,4 16 225 23 3,4 17 240 23,1 3,5 18 255 23,1 3,5 19 270 23,1 3,5 20 285 23,1 3,5 21 300 23,2 3,6 22 315 23,2 3,6 23 330 23,2 3,6 24 345 23,2 3,6 25 360 23,2 3,6

∆T 3,6

Anexos

84


Li 10 cm Lf 1,2 cm




[ Cbomba · ∆T ] - Qz 37635,12317



345315285255225195165135105754515

4

3

2

1

0

Tiempo (s)

Var

iaci

ón K

3 (°

C)

3,63,63,63,63,63,53,53,53,53,43,43,33,3

3,23,13,0

2,82,6

2,3

2,0

1,4

0,8

0,3

0,00,0


Anexos

85

Ensayo 4:

- Fecha: 10/11/2008

- Hora: 13:05 P.M.




- Longitud final del alambre fusible (Lf): 1 cm




Temperatura (°C)

Variación K4

1 0 19,8 0 2 15 19,9 0 3 30 20,2 0,4 4 45 20,7 0,9 5 60 21,2 1,4 6 75 21,8 2,0 7 90 22,2 2,4 8 105 22,5 2,7 9 120 22,7 2,9

10 135 22,8 3,0 11 150 22,9 3,1 12 165 23,1 3,3 13 180 23,1 3,3 14 195 23,2 3,4 15 210 23,3 3,5 16 225 23,3 3,5 17 240 23,4 3,6 18 255 23,4 3,6 19 270 23,4 3,6 20 285 23,4 3,6 21 300 23,5 3,7 22 315 23,5 3,7 23 330 23,5 3,7 24 345 23,5 3,7 25 360 23,5 3,7

∆T 3,7

Anexos

86


Li 10 cm Lf 1,0 cm

( Li - Lf ) 9 cm Qf 9,62964 J/cm Qz 86,66676 J/g



[ Cbomba · ∆T ] - Qz 38680,97124



345315285255225195165135105754515

4

3

2

1

0

Tiempo (s)

Var

iaci

ón K

4 (°

C)

3,73,73,73,73,73,63,63,63,63,53,5

3,43,33,33,1

3,02,92,7

2,4

2,0

1,4

0,9

0,4

0,10,0


Anexos

87

Ensayo 5

- Fecha: 10/11/2008

- Hora: 14:20 P.M.








Temperatura (°C)

Variación K5

1 0 20,0 0 2 15 20,1 0 3 30 20,7 0,7 4 45 21,2 1,2 5 60 21,6 1,6 6 75 22 2,0 7 90 22,4 2,4 8 105 22,9 2,9 9 120 23 3,0

10 135 23 3,0 11 150 23,1 3,1 12 165 23,2 3,2 13 180 23,3 3,3 14 195 23,3 3,3 15 210 23,3 3,3 16 225 23,4 3,4 17 240 23,4 3,4 18 255 23,5 3,5 19 270 23,5 3,5 20 285 23,5 3,5 21 300 23,6 3,6 22 315 23,6 3,6 23 330 23,6 3,6 24 345 23,6 3,6 25 360 23,6 3,6

∆T 3,6

Anexos

88


Li 10 cm Lf 0,8 cm




[ Cbomba · ∆T ] - Qz 37631,27131



345315285255225195165135105754515

4

3

2

1

0

Tiempo (s)

Var

iaci

ón K

5 (°

C)

3,63,63,63,63,63,53,53,53,43,43,33,33,3

3,23,13,03,02,9

2,4

2,0

1,6

1,2

0,7

0,10,0


Anexos

89

Ensayo 6:

- Fecha: 10/11/2008

- Hora: 15:20 P.M.








Temperatura (°C)

Variación K6

1 0 20,1 0 2 15 20,1 0 3 30 20,6 0,5 4 45 21,3 1,2 5 60 21,7 1,6 6 75 22,1 2,0 7 90 22,4 2,3 8 105 22,8 2,7 9 120 23 2,9

10 135 23,2 3,1 11 150 23,3 3,2 12 165 23,4 3,3 13 180 23,4 3,3 14 195 23,5 3,4 15 210 23,5 3,4 16 225 23,6 3,5 17 240 23,7 3,6 18 255 23,7 3,6 19 270 23,7 3,6 20 285 23,7 3,6 21 300 23,8 3,7 22 315 23,8 3,7 23 330 23,8 3,7 24 345 23,8 3,7 25 360 23,8 3,7

∆T 3,7

Anexos

90


Li 10 cm Lf 1,2 cm




[ Cbomba · ∆T ] - Qz 38682,89717

[ ( Cbomba · ∆T ) - Qz ] / m 38682 J/g Potencia Calorífica de

la muestra


345315285255225195165135105754515

4

3

2

1

0

Tiempo (s)

Var

iaci

ón K

6 (°

C)

3,73,73,73,73,73,63,63,63,63,5

3,43,43,33,33,23,1

2,92,7

2,3

2,0

1,6

1,2

0,5

0,00,0


Anexos

91

Ensayo 7:

- Fecha: 12/11/2008

- Hora: 8:30 a.m.



- Longitud inicial del alambre fusible (Li): 10cm.

- Longitud final del alambre fusible (Lf): 1,1cm

- Presión de trabajo: 25atm



Temperatura (°C)

Variación K7

1 0 19,6 0 2 15 19,7 0 3 30 20,2 0,6 4 45 20,5 0,9 5 60 20,9 1,3 6 75 21,3 1,7 7 90 21,5 1,9 8 105 21,9 2,3 9 120 22,1 2,5

10 135 22,3 2,7 11 150 22,6 3,0 12 165 22,8 3,2 13 180 22,9 3,3 14 195 22,9 3,3 15 210 23 3,4 16 225 23 3,4 17 240 23,1 3,5 18 255 23,1 3,5 19 270 23,2 3,6 20 285 23,2 3,6 21 300 23,2 3,6 22 315 23,3 3,7 23 330 23,3 3,7 24 345 23,3 3,7 25 360 23,3 3,7

∆T 3,7

Anexos

92


Li 10 cm Lf 1,1 cm




[ Cbomba · ∆T ] - Qz 38681,93420



345315285255225195165135105754515

4

3

2

1

0

Tiempo (s)

Var

iaci

ón K

7 (°

C)

3,73,73,73,73,63,63,63,53,5

3,43,43,33,33,2

3,0

2,72,5

2,3

1,91,7

1,3

0,9

0,6

0,10,0


Anexos

93

Ensayo 8:

- Fecha: 11/11/2008

- Hora: 11:40 a.m.



- Longitud inicial del alambre fusible (Li): 10cm.

- Longitud final del alambre fusible (Lf): 1,2cm

- Presión de trabajo: 25atm



Temperatura (°C)

Variación K

1 0 19,8 0 2 15 19,9 0 3 30 20,4 0,6 4 45 20,7 0,9 5 60 21 1,2 6 75 21,3 1,5 7 90 21,5 1,7 8 105 21,8 2,0 9 120 22,1 2,3

10 135 22,4 2,6 11 150 22,6 2,8 12 165 22,7 2,9 13 180 22,8 3,0 14 195 22,9 3,1 15 210 22,9 3,1 16 225 23 3,2 17 240 23 3,2 18 255 23,1 3,3 19 270 23,1 3,3 20 285 23,1 3,3 21 300 23,2 3,4 22 315 23,2 3,4 23 330 23,2 3,4 24 345 23,2 3,4 25 360 23,2 3,4

∆T 3,4

Anexos

94


Li 10 cm Lf 1,2 cm




[ Cbomba · ∆T ] - Qz 35539,57517



345315285255225195165135105754515

3,5

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

0,0

Tiempo (s)

Var

iaci

ón K

8 (°

C)

3,43,43,43,43,43,33,33,3

3,23,23,13,1

3,02,9

2,82,6

2,3

2,0

1,71,5

1,2

0,9

0,6

0,10,0


Anexos

95

ANEXO G

Teniendo el tiempo (s) de cuanto demora en caer la muestra al vaso precipitado, se

ve en esta tabla en Seconds Redwwood 2 Admiralty, y obtenemos los valores necesitados.

Anexos

96

Anexos

97

Anexos

98

ANEXO H

Tablas con las mediciones y resultados obtenidos (todos estos resultados fueron

obtenidos con el uso de la tabla en el ANEXO G):

Transformaciones de unidades empleadas en estos cálculos:

Transformación de unidades

centistockes ·0,001·densidad (g/cm³) Pa·s

g/cm³ ·1000 kg/m³

kg/m³ ·9,81(m/s²) N/m³

Primera medición se realizó con la muestra a una temperatura de 20°C y un volumen

de 60 cm³:

Combustible Alternativo Propuesto

Temperatura °C 20 Volumen cm³ 60

Ensayo Tiempo (s)

Tiempo (SSU)

Viscosidad Cinemática


Densidad (g/cm³)


(Pa·s)

1 537,2 635,529 137,074 50 0,83333 0,114228332 519,2 614,353 132,5 50 0,83333 0,110416673 533,6 631,294 136,16 49,9 0,83167 0,113239734 523,6 619,529 133,618 49,8 0,83000 0,110902945 531,8 629,176 135,702 49,7 0,82833 0,112406496 534,1 631,882 136,287 49,3 0,82166667 0,11198249

Promedio 626,9605 135,2235 49,78 0,82972 0,11219611

Anexos

99

Densidad (kg/m³)

Peso Específico

(N/m³)

833,333333 8175 833,333333 8175 831,666667 8158,65

830 8142,3 828,333333 8125,95 821,666667 8060,55 829,722222 8139,575

Segunda medición se realizó a una temperatura constante de de 30°C y con un

volumen de 60 cm³.



Ensayo Tiempo (s)

Tiempo (SSU)

Viscosidad cinemática


Densidad (kg/l)

Viscosidad dinámica

(Pa·s)

1 352,2 416,706 106,386 49,7 0,82833 0,088123072 373 441,176 112,662 49,6 0,82667 0,093133923 351,4 415,765 106,144 49,4 0,82333 0,087391894 350 414,118 105,722 49,4 0,82333 0,087044455 372,8 440,941 112,601 49,1 0,81833 0,092145156 355,9 421,059 107,502 48 0,8 0,0860016

Promedio 425,0 108,5 49,2 0,820 0,08897335

Densidad (kg/m³)

Peso específico

(N/m³)

828,3333333 8125,95 826,6666667 8109,6 823,3333333 8076,9 823,3333333 8076,9 818,3333333 8027,85

800 7848 820 8044,2

Anexos

100

Tercera y última medición se realizó a una temperatura constante de de 40°C y con

un volumen de 60 cm³.



Ensayo Tiempo (s)

Tiempo (SSU)

Viscosidad cinemática


Densidad (kg/l)

Viscosidad dinámica

(Pa·s)

1 176,3 206,3 44,314 49,5 0,82500 0,03655905 2 174,8 205,783 44,202 49,3 0,82167 0,03631931 3 174,4 205,301 44,098 49,1 0,81833 0,0360868634 173,2 203,855 43,785 49 0,81667 0,03575775 5 170,1 200,12 42,976 48,8 0,81333 0,0349538136 176,6 206,6 44,379 48,6 0,81 0,03594699

Promedio 204,7 43,959 49,05 0,81750 0,035937296

Densidad (kg/m³)

Peso específico

(N/m³)

833,3333333 8175 833,3333333 8175 831,6666667 8158,65

830 8142,3 828,3333333 8125,95 821,6666667 8060,55 829,7222222 8139,575

Anexos

101

Comportamiento de la densidad respecto de la temperatura para 40ºC

Densidad v/s Ensayo a 40°C

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Ensayo

Den

sida

d (k

g/l)



0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Ensayo

Den

sida

d (k

g/l)

Anexos

102



0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Ensayo

Den

sida

d (k

g/l)

Comportamiento de la viscosidad dinámica respecto de la temperatura para 40ºC

Viscosidad dinámica v/s Ensayo a 40°C

0,000

0,005

0,010

0,015

0,020

0,025

0,030

0,035

0,040

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Ensayo

Vis

cosi

dad

diná

mic

a (P

as.s

)

Anexos

103



0,00

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

0,10

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Ensayo

Visc

osid

ad d

inám

ica

(Pas

.s)



0,000

0,015

0,030

0,045

0,060

0,075

0,090

0,105

0,120

0 1 2 3 4 5 6 7 8Ensayo

Vis

cosi

dad

diná

mic

a (P

a.s)

Anexos

104

ANEXO I

Diagrama de Moody:

ANEXO J

Anexos

105

Perdida de carga en accesorios en longitud equivalente de tubería

Diámetro Nominal ½” ¾” 1” 1¼” 1½” 2” 2½”

Codo estándar en 90º o línea principal de Tee 1,2 1,5 1,8 2,1 2,4 2,7 3

Curva suave en 90º o línea principal de Tee estándar

1,2 1,2 1,2 1,5 1,8 2,1 2,4

Codo cuadrado o Tee estándar con salida lateral

2,1 2,4 2,7 3,7 4 5,2 6

Codo estándar en 45º 0,24 0,31 0,43 0,52 0,61 0,73 0,92

Válvula de compuerta totalmente abierta 0,1 0,14 0,18 0,24 0,3 0,35 0,43

Válvula de globo totalmente abierta 4,9 6,4 8,2 10,9 13,4 18,2 21,2

Válvula de ángulo totalmente abierta 2,6 3,6 4,6 5,8 6,4 8,5 10,3

Válvula de retención estándar 1,2 1,5 2,1 2,7 3,3 4 4,9

Entrada a estanque normal 0,28 0,4 0,5 0,61 0,73 0,92 1,12

Entrada a estanque internado en el deposito 0,46 0,61 0,8 1,1 1,22 1,62 1,9

Reducción repentina d/D = ¼ 0,24 0,31 0,43 0,52 0,61 0,82 0,92

Reducción repentina d/D = ½ 0,18 0,25 0,31 0,4 0,46 0,58 0,73

Reducción repentina d/D = ¾ 0,1 0,14 0,18 0,24 0,3 0,35 0,43

Ampliación repentina d/D = ¼ 1,2 1,5 1,8 2,1 2,4 2,7 3

Ampliación repentina d/D = ½ 0,6 0,9 1,1 1,3 1,4 1,6 1,7

Ampliación repentina d/D = ¾ 0,1 0,14 0,18 0,24 0,3 0,35 0,43

Tobera de aforo estándar según ISO 0,2 0,2 0,2 0,2 0,22 0,22 0,25

Anexos

106

Diámetro Nominal 3” 4” 5” 6” 8” 10”

Codo estándar en 90º o línea principal de Tee 3,3 3,6 4 4,6 6,1 7,6

Curva suave en 90º o línea principal de Tee estándar

2,5 2,6 2,8 3 4,3 5,2

Codo cuadrado o Tee estándar con salida lateral

6,6 7,3 8 9,4 12 16

Codo estándar en 45º 1,22 1,6 2 2,4 3,1 4,2

Válvula de compuerta totalmente abierta 0,5 0,64 0,82 1 1,3 1,6

Válvula de globo totalmente abierta 25 34 42,6 51,7 69,9 88,2

Válvula de ángulo totalmente abierta 12,8 16,8 21,3 25,8 36,5 42,5

Válvula de retención estándar 6,1 7,9 10 11,9 15,8 20

Entrada a estanque normal 1,4 1,82 2,3 2,9 3,65 4,9

Entrada a estanque internado en el deposito 2,43 3,3 4,1 4,9 5,9 7,6

Reducción repentina d/D = ¼ 1,22 1,6 2 2,4 3,1 4,2

Reducción repentina d/D = ½ 0,88 1,2 1,52 1,8 2,4 3,1

Reducción repentina d/D = ¾ 0,5 0,64 0,82 1 1,3 1,6

Ampliación repentina d/D = ¼ 3,3 3,6 4 4,6 6,1 7,6

Ampliación repentina d/D = ½ 1,8 2 2,5 3 4 5

Ampliación repentina d/D = ¾ 0,5 0,64 0,82 1 1,3 1,6

Tobera de aforo estándar según ISO 0,25 0,25 0,3 0,3 0,3 0,3

Anexos

107

ANEXO K

Medición de los tiempos de escurrimiento al inclinar el viscosímetro del CAL:

Grado Inclinación: 5° Grado Inclinación: 5° Grado Inclinación: 5° Temperatura de la muestra: - 5°C Temperatura de la muestra: 0°C Temperatura de la muestra: 5°C

Medición Tiempo (s) Medición Tiempo

(s) Medición Tiempo (s)

1 395,6 1 310,3 1 268,4 2 390,4 2 326,4 2 278,8 3 389,7 3 298,7 3 256,7 4 368,9 4 305,1 4 249,7 5 410,3 5 303,9 5 271,9

Promedio 390,98 Promedio 308,88 Promedio 265,1

Grado Inclinación: 5° Grado Inclinación: 5° Grado Inclinación: 5° Temperatura de la muestra: 10°C

Temperatura de la muestra: 15°C




1 210,5 1 178,3 1 138,3 2 208,5 2 156,8 2 144,1 3 200,6 3 198,6 3 116,5 4 202,4 4 168,6 4 119,3 5 209,6 5 163,2 5 127,2







1 88,5 1 49 1 21,3 2 85 2 54,5 2 17,4 3 80,5 3 53,6 3 22,7 4 83,4 4 61,4 4 18,3 5 88,7 5 49,6 5 17,2


Anexos

108




1 198,4 1 158 1 135,3 2 203,4 2 162,5 2 134,4 3 208,7 3 168,5 3 125,9 4 196,9 4 156.,3 4 142,7 5 202 5 171,4 5 139,3







1 112,8 1 95 1 74,5 2 108,7 2 90,6 2 81,3 3 117,1 3 96,9 3 82,9 4 113,6 4 94,4 4 78,9 5 113,8 5 98,7 5 79,5







1 49,3 1 18,7 1 11,1 2 44,5 2 17,5 2 9,8 3 36,7 3 18 3 9,3 4 38,9 4 17,8 4 10,6 5 42,7 5 18,4 5 8,9


Anexos

109




1 106,7 1 91,3 1 70,8 2 113,6 2 95,7 2 66,3 3 108,4 3 88,5 3 73,9 4 103,1 4 93,5 4 78,9 5 118,9 5 98,1 5 68,9







1 61,1 1 48,7 1 35,9 2 60,6 2 45,3 2 34,3 3 62,8 3 50,8 3 34,7 4 58,8 4 47,2 4 32,5 5 56,3 5 46,8 5 31,5







1 28,8 1 14,8 1 7,7 2 27,5 2 15,2 2 6,9 3 29,6 3 17,6 3 6,1 4 26,5 4 13,3 4 7,3 5 31,4 5 14,8 5 6,5


Anexos

110

ANEXO L


(s)


(s)


(s)

-5 390,98 201,88 110,14 0 308,88 165,1 93,42 5 265,1 135,52 71,76 10 206,32 113,2 59,92 15 173,1 95,12 47,76 20 129,08 79,42 33,78 25 85,22 42,42 28,76 30 53,62 18,08 15,14 35 19,38 9,94 6,9

Anexos

111

ANEXO M

Quemador de Horno industrial:

Anexos

112

Anexo N

Quemador usado en calderas:

56454

Documents