Bomba Calorimétrica

Bomba Calorimétrica

La bomba calorimétrica es un dispositivo utilizado para estimar el poder calorífico de un combustible cuando éste se quema a volumen constante. Se inyecta el combustible a analizar y la cantidad de oxígeno necesaria para que ocurra la combustión, que inicia mediante ignición por medio de un conductor eléctrico en cortocircuito.

Con el fin de absorber el calor liberado, la bomba se sumerge en una camisa de agua; el sistema debe estar aislado térmicamente con el fin de evitar pérdidas de calor. El calor liberado se mide teniendo en cuenta la diferencia de temperaturas del agua del calorímetro, la masa del combustible, la masa de la bomba calorimétrica, y después de aplicar algunos factores de corrección.

Fundamentos y su funcionalidad:

La Bomba Calorimétrica se usa para determinar el Poder Calorífico de un Combustible cuando se quema a volumen constante. A continuación se explica de manera resumida su funcionamiento. El combustible cuyo Poder Calorífico se desea determinar se coloca en un crisol para combustible (si el combustible es sólido, deberá colocarse en forma de pastilla) dentro de la bomba calorimétrica. Adicionalmente se agrega el oxígeno necesario para la combustión. La bomba calorimétrica se rodea de una camisa de agua que absorberá el calor liberado por el combustible. Todo esto se realiza dentro de una camisa adiabática para evitar fuga de calor que afecte el proceso. Sin embargo, el calor que absorbe el agua no es el poder calorífico del combustible, debido a diversos factores, entre los cuales pueden nombrarse: absorción de calor por la propia bomba, liberación de calor del alambre que provoca el encendido del combustible, liberación de calor por la formación de ácido nítrico y sulfúrico, entre otros.

Al aplicar la ecuación de Primera Ley al proceso de combustión a volumen constante, tomando en cuenta todos los factores nombrados con anterioridad, se obtiene la siguiente ecuación:

e2 = m∙h

donde MS es la masa de la bomba calorimétrica, sus accesorios y el agua utilizada (masa del sistema); CvS es el calor específico promedio de la bomba calorimétrica, sus accesorios y el agua utilizada (calor específico del sistema); ΔT es el cambio de temperatura registrado durante la experiencia; H es el poder calorífico del combustible; e1 es la corrección por el calor que libera la formación de ácidos de nitrógeno y azufre (puede despreciarse en esta experiencia); e2 es la corrección por el calor generado por la combustión del filamento de ignición; m es la masa o longitud del filamento de ignición; h es el poder calorífico del filamento por unidad de masa o longitud; MC es la masa de combustible.

Debido a

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