PCC 2261Combustão de gases

Combustão de gases

1. Importância

A combustão de gases pode gerar poluentes (produtos de combustão): CO2

Umidade CO (quando falta ar para queima adequada do gás).

O CO pode matar uma pessoa em poucos minutos.

2. Quais os tipos de gases existente hoje?Existem diversos tipos de gases, entretanto os mais utilizados no Brasil são:

Gás Natural Gás Liquefeito de Petróleo

3. Qual a diferença entre eles?As diferenças são:

Composição Densidade Poder Calorífico Quantidade de produtos de combustão gerados

4. ComposiçãoGás Natural metano ( CH4 )GLP 50% propano ( C3H8)

50% butano ( C4H10)

5. Densidade relativaO cálculo da densidade relativa é efetuado pela seguinte fórmula:

Drel =

Assim para os gases tem-se:Gás Natural metano ( CH4 ) Peso Molecular = 16GLP 50% propano ( C3H8)

50% butano ( C4H10) Peso Molecular = 51Ar 21% oxigênio ( O2)

79%% nitrogênio ( N2) Peso Molecular = 28,81

A densidade relativa ao ar será de:

Drel GN = = 0,55

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Drel GLP = = 1,77

Se o ar tiver uma densidade de 1,2 kg/m3, então a densidade dos gases será de:

DGN = 0,55 x 1,2 = 0,66 kg/m3

D GLP = 1,77 x 1,2 = 2,12 kg/m3

6. Poder calorífico

É a quantidade de energia gerada por uma unidade de volume ou de massa de gás. Esta característica é medida em laboratório.

GasesPoder calorífico médio

(Kcal/kg)Gás Natural 9250

Gás Liquefeito de Petróleo 11.750

GasesPoder calorífico médio

(Kcal/m3)Gás Natural 6.105

Gás Liquefeito de Petróleo 24.910

O poder calorífico pode também ser expresso em kWh, podendo ser utilizada a relação 1 kWh = 860 kcal.

7. Qual o consumo de gás de um equipamento?

O consumo de gás é calculado dividindo-se a potência nominal do equipamento pelo poder calorífico médio.

Consumo =

A potencia do equipamento é dada pela norma brasileira e apresentada na Tabela a seguir:

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8. Combustão de gases

O cálculo da quantidade de ar necessária e de poluentes na queima combustão de um gás é realizada da seguinte forma:

8.1 Reação química de combustão

3

Consumo de Gás dos Aparelhos

PC do GLP = 11.750 kcal / kg

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Componente

CombustãoOxigênio

equivalente

CO2 gerado(taxa de

formação

H2O gerado(taxa de

formaçãoCH4 CH4 + 2O2 CO2 + 2 H2O 2 1 2C2H4 C2H4 + 3O2 2 CO2 + 2 H2O 3 2 2C2H6 C2H6 + 7/2 O2 2 CO2 + 3 H2O 3,5 2 3C3H6 C3H6 + 9/2 O2 3 CO2 + 3 H2O 4,5 3 3C3H8 C3H8 + 5O2 3 CO2 + 4 H2O 5 3 4C4H10 C4H10 + 13/2 O2 4 CO2 + 5 H2O 6,5 4 5

Exemplo de cálculo da quantidade de ar necessário para a combustão

A B C D E

Componente

Equivalentes de

oxigênio

Equivalentes de gás

combustão

Composição(%)

Oxigênio necessário

( )

Gás de exaustão

( )

CH4 2 3 88,5 1,77 2,655C2H6 3,5 5 4,6 0,161 0,23C3H8 5 7 5,4 0,27 0,378C4H10 6,5 9 1,5 0,096 0,135

Total 100 2,297 3,398

A quantidade teórica de ar será:

Vol. Ar = 2,297 x = 10,938 m3 (teórico)

O volume real de ar necessário para a combustão do gás é de 20% a 40% maior, devido ao rendimento do queimador (boca do fogão ou do aquecedor).

Vol. Ar real = 10,938 x 1,4 = 15,31 m3

Os gases de exaustão devem considerar os produtos da combustão ( CO2 e a água) mais o nitrogênio que é admitido no ambiente com o ar de combustão. Assim o cálculo das gases de exaustão é dado por:

Vol. Gases = 3,398 + 2,297 = 12,045 m3

Fonte : pcc261.pcc.usp.br/Combustão%20de%20gases.doc, acessado em21/09/2010

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