Informe 1 sistemas termicos

ÍNDICE

Resumen del contenido del informe ____________________________________2

Objeto de la experiencia _____________________________________________2

Características técnicas de los equipos e instrumentos utilizados _____________3

Descripción del método seguido _______________________________________4

Presentación de los resultados ________________________________________5

Discusión de los resultados conclusiones y observaciones personales _________5

Apéndice _________________________________________________________6

• Teoría del experimento ________________________________________ 6
• Desarrollo de calculos ________________________________________ 11
• Valores calculados y obtenidos __________________________________12

Bibliografía _______________________________________________________ 14

RESUMEN DEL CONTENIDO DEL INFORME

        El presente informe trata sobre la experiencia realizada en las instalaciones de la Universidad de Santiago de Chile, llamada “Poder calorífico”, como su nombre lo indica la finalidad de esta experiencia es obtener de manera experimental el poder calorífico de un combustible líquido, en particular petróleo número 2. Dicha determinación se realiza con la ayuda de un calorímetro o bomba de PARR dando un valor de 11197,275 [cal/g] y obteniéndose condensado de agua al finalizar la experiencia, por lo que el valor obtenido representa al poder calorífico Superior.

OBJETO DE LA EXPERIENCIA

• Objetivo general: Esta experiencia tiene como objetivo principal, el permitir a los alumnos la toma de contacto con la calorimetría, la cual está relacionada, entre otros, con la determinación de cantidades energéticas tales como entalpía, energía interna, calor específico y poder calorífico. Para tales efectos, y como objetivo Terminal, se determinará experimentalmente, el poder calorífico de un combustible líquido.

• Objetivos específicos:

Visualizar y aplicar los conceptos de Poder Calorífico superior e inferior y su estandarización.

Conocer las formas y medios para determinar el poder calorífico de combustibles gaseosos, líquidos y sólidos.

Determinar, experimentalmente, el poder calorífico de un combustible líquido, por medio de un Calorímetro PARR, a volumen constante.

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS EMPLEADOS

• Calorímetro de PARR:

• Marca: PARR INSTRUMENT COMPANY, INC.
• Origen: USA
• Masa equivalente de agua ^[1] : 427 [g]
• Componentes:

• Bomba de PARR:

• Presión máxima: 40 [Bar]

• Tiesto cilíndrico:

• Material: Acero inoxidable

• Crisol
• Unidad de ignición:

• Diferencia de potencial: 220 [V]
• Frecuencia: 50 [Hz]
• Intensidad de corriente: 2 [A]

• Termómetro digital con termocupla de inmersión:

• Marca: Fluke
• Modelo: 51-II
• Tipo de termocupla: K (Niquel/cromo, Niquel/aluminio)
• Rango: -180 [°C] a 1372 [°C]

• Balanza digital:

• Marca: Bel engineering
• Modelo: M6202
• Resolución: 0,01 [g]

• Probeta graduada de 2000 ml
• Regla para medir
• Cronometro digital
• Gotario
• Bidón de agua destilada:

• Capacidad: 5 [litros]

• Alambre fusible PARR:

• Calor en la combustión: 1400 [cal/g] o 2,3 [cal/cm]

• Tanque de oxígeno:

• Pureza: 99%
• Presión máxima disponible: 150 [Bar]
• Proveedor: Indura S.A.

DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO SEGUIDO

        Previo al comienzo de la experiencia, se asegura que cada una de las personas presentes tengan sus elementos de protección (cotona, pantalones largos, zapatos cerrados). Una vez esta todo en orden, se da inicio a la experiencia:

- Se inicia con una charla teórica en la cual se definen las variables a medir, la duración de la experiencia y algunos datos importantes del sistema a utilizar. Se define el tiempo total de la experiencia en 24 minutos, donde se registrarán datos cada 1 minuto para el intervalo desde el inicio hasta los 7 minutos, posterior a esto se registran cada 20 segundos hasta el minuto 17, finalmente se registran los valores cada 1 minuto nuevamente hasta los 24 minutos.

- Definido el tiempo y la toma de datos, se abre el calorímetro de PARR hasta llegar a la bomba de PARR, dentro hay un crisol que se masa y, una vez en la balanza, se tarar para así medir únicamente la masa del combustible. Con la ayuda de un gotero se introduce en el tiesto 0,8 [g] de combustible.

- Se corta un trozo de alambre de PARR para poder conectar las fases de positivo y negativo que presenta el sistema de ignición con el combustible. Es importante que el alambre no toque de ninguna manera el crisol para no generar un cortocircuito. El largo del alambre debe ser de 12 [cm].

- Sumergido el cable en el combustible, se tapa la bomba de PARR y se lleva al lugar donde está el tanque de oxígeno. Con la ayuda de una llave reguladora de paso se controla la presión que entrega el tanque de oxígeno, previo al ingreso total de oxigeno se purga la bomba de PARR del aire atmosférico presente, una vez purgado se hacer ingreso de oxigeno puro al interior. Alcanzada la presión de 25 [atm] se cierra la llave de paso y se purga el sistema que entrega oxigeno desde el tanque.

- Con precaución se lleva la bomba de PARR hasta el tiesto ovalado donde se introduce para luego conectar los bornes del sistema de ignición eléctrico. Cabe destacar que la bomba de PARR presenta unas cavidades en su superficie inferior que calzan con el tiesto ovalado en solamente una posición.

- Conectado los bornes se rellena el tiesto ovalado con los 2000 ml de agua destilada y se tapa el sistema, dicha tapa posee una guía por lo que solamente calza en una posición. Tapado el sistema se introduce la termocupla de inmersión para medir la temperatura del agua, además se conecta un o-ring a un agitador para lograr temperatura homogénea en el agua.

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