determinación del valor calorífico del gas natural
TRANSCRIPT
Determinación del Valor Calorífico del Gas Natural
5.1.- Introducción
En el actualidad el gas natural representa una fuente alternativa de energía
principalmente para la industria, por tal razón es necesario evaluar la capacidad
energética de este hidrocarburo ya que de esto depende la cantidad de gas
necesaria para obtener los resultados deseados.
La capacidad que tiene un combustible de generar calor cuando se da la
combustión es llamada valor calorífico del gas natural y puede ser medida por un
calorímetro de gas.
5.2.- Objetivo
El estudio del gas natural es muy importante por su uso como combustible
en varias industrias, en el presente experimento se analizara una de sus
propiedades más importantes como es el valor calorífico tanto el neto como el
bruto, se podrán determinar experimentalmente y compararlos con los teóricos.
5.3.- Marco Teórico
Gas Natural
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos producidos por la transformación
lenta de la materia orgánica vegetal y animal. Esta formado por los miembros más
volátiles de la serie parafínica de los hidrocarburos, principalmente metano,
cantidades menores de etano, propano, butano y finalmente puede contener
cantidades muy pequeñas de componentes pesados. Además es posible
encontrar cantidades variables de gases no hidrocarburos como: dióxido de
carbono, sulfuro de hidrogeno, nitrógeno, helio y agua.
La comercialización del gas natural implica que este reúna unas
características especiales que lo hacen apto para su transporte y consumo, tanto
industrial como doméstico. Estas características están reguladas en el contrato
que se establece en la venta del gas.
Los principales parámetros que exigirá el comprador respecto del gas que
le están suministrando serán:
El poder calorífico que este posee.
La presión de suministro.
La humedad del gas.
Temperatura del gas.
La cantidad de sólidos que arrastra.
La no presencia de elementos indeseables como el anhídrido carbónico o el
sulfuro de hidrógeno.
La cantidad de energía producida por la combustión de un volumen de gas
natural se mide en Unidades Térmicas Británicas (Btu). El valor del gas natural es
determinado por su potencial energético que es medido en Btu. Una Btu
representa la cantidad de energía que se requiere para elevar a un grado
Fahrenheit la temperatura de una libra de agua a condiciones atmosféricas
normales. Un pie cúbico de gas natural despide en promedio 1000 Btu, aunque el
intervalo de valores se sitúa entre 500 y 1'500 Btu.
El potencial de energía del gas natural es variable y depende de su
composición: cuanto mayor sea la cantidad de gases no combustibles que
contenga, menor será el valor Btu. Además, la masa volumétrica de los diferentes
gases combustibles influye sobre el valor Btu de la napa de gas natural. Cuanto
mayor sea la masa, mayor será la cantidad de átomos de carbono para el gas
considerado y, por consiguiente, mayor será su valor en Btu.
Valor Calorífico del Gas Natural
Se refiere a la capacidad que tiene un combustible de generar calor cuando
se da la combustión. Puede ser Neto o Bruto
Calorímetro
Es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor
suministradas o recibidas por los cuerpos. Es decir, sirve para determinar el calor
específico de un cuerpo, así como para medir las cantidades de calor que liberan
o absorben los cuerpos.
Características
Un calorímetro idealmente puede ser insensible a la distribución espacial de
las fuentes de calor dentro de él. Si este objetivo es alcanzado, entonces la
potencia puede en principio ser medida a cualquier frecuencia por disipación en el
calorímetro y determinar la correspondiente potencia que da la misma lectura que
la potencia no conocida. Por supuesto la tarea de diseñar un calorímetro que sea
completamente insensible a la distribución de calor, no es posible y lo mejor que
puede alcanzarse es construir un instrumento el cual tenga un conocido factor de
corrección.
Tipos de calorímetros
estáticos.
no estáticos.
permanentes.
Calorímetros comúnmente usados
Dry load calorimeter
Microcalorímetro
Calorímetro de flujo
Calorímetro adiabático
Calorímetro de cambio de estado
Calorímetro de flujo
La potencia es medida a través del calor de un fluido que fluye a través de
la carga. Una indicación de la potencia es dada por la subida en la temperatura del
fluido pasando del orificio de entrada al de salida.
Características
Las versiones de guías de ondas utilizan como fluido de trabajo agua.
Mientras que el coaxial utiliza aceite y es construido para bajas frecuencias. Aire
también puede ser usado, pero el uso de gases crea un problema adicional a
causa del calor debido a la compresibilidad. Los calorímetros de flujo pueden
manejar mayores potencias que los tipos estáticos. Su principal aplicación es para
potencias de muchos watts. Para medir las subidas de temperatura en un
calorímetro usualmente se emplean termopilas, termómetros de resistencia y
algunas veces termistores..