Universidad

Tecnolgica del Per

Facultad de Ingeniera

Industrial y Mecnica

Carrera : Ingeniera Mecatrnica

Docente: Mg Ing. Roberto Pineda Len.

Cronograma de

actividades

Metodologa

Sistema de evaluacin

Bibliografa

Combustible Combustible es toda sustancia natural o artificial, enestado slido, lquido o gaseoso que, combinada conel oxgeno produzca una reaccin condesprendimiento de calor.

Para que una sustancia sea considerada comocombustible a nivel industrial se debe considerar :

Poder calorfico razonable.

Disponibilidad en grandes cantidades.

Bajo costo de operacin (obtencin, transporte y

almacenaje).

Aplicabilidad (poder quemarla con la tecnologa

actual).

Poder calorfico de un combustible (Pc)

Es la energa liberada en la combustin completa de una

unidad de combustible una vez que los productos se llevan a

las mismas condiciones de presin y temperatura que los

reactivos.

Poder calorfico inferior (Pci): el agua producto de lacombustin se considera en estado de vapor.

Poder calorfico superior (Pcs): el agua producto de lacombustin se considera en estado lquido.

Unidades del Pc: Kcal/m3; BTU/ft3; Cal/L; kJ/m3

La unidad de volumen puede ser:

Nm3: En CN: Volumen medido a PN: 1 atm TN: 0C

Sm3: En CS: Volumen medido a PS: 1 atm TS: 156C

Para expresar la energa liberada en una combustin se usa la

TERMIA, donde una TERMIA=2500 cal

Poder calorfico de gases combustibles

Propiedades de algunos combustibles

Gas Masa molec.

(kg/kmol)

Vol. esp.

(kg/Nm3)

PCS (kJ/Nm3) PCS (kJ/kg) PCI (kJ/Nm3) PCI (kJ/kg)

Hidrgeno 2 11,2 12.671 141.947 10.775 119.594

Metano 16 1,4 39.704 55.590 35.790 49.960

Etano 30 0,75 70.199 51.948 63.703 47.448

Propano 44 0,51 95.064 50.399 91.171 46.297

Butano 58 0,39 130.394 49.562 118.548 45.690

CO 28 0,8 12.767 10.214 12.767 10.214

Clasificacin de los combustibles

La clasificacin mas conocida de los combustibles es

la que se basa en su estado fsico:

a)Slidos:

- naturales: madera (chips, astillas, rolos), carbn

mineral, esquistos bituminosos.

- elaborados: coke, carbn vegetal, subproductos

(aserrn y recortes, pellets, cscara de arroz)

b) Lquidos

- naturales: petrleo

- elaborados: gasolinas, fuel-oil, alcohol, biodiesel

c) Gaseosos

- naturales: gas natural

- elaborados: GLP, biogs, gas de gasgeno

Combustibles gaseosos Se denominan combustibles gaseosos a los

hidrocarburos naturales y a los fabricadosexclusivamente para su empleo como combustibles,y a aquellos que se obtienen como subproducto enciertos procesos industriales y que se puedenaprovechar como combustibles.

La composicin de stos vara segn la procedenciade los mismos, pero los componentes se puedenclasificar en gases combustibles (CO, H2, (HC))y otros gases (N2, CO2, O2).

Los combustibles gaseosos se clasifican en: Combustibles gaseosos naturales Combustibles gaseosos manufacturados

Combustibles para motores de

combustin interna

El gas licuado del petrleo (GLP) es la mezcla degases licuados presentes en el gas natural odisueltos en el petrleo . Los componentes del GLP,aunque a temperatura y presin ambientales songases, son fciles de licuar, de ah su nombre. En laprctica, se puede decir que los GLP son unamezcla de propano (C3H8) y butano (C4H10) .

El propano y butano estn presentes en el petrleocrudo y el gas natural, aunque una parte se obtienedurante el refinado de petrleo, sobre todo comosubproducto de la destilacin fraccionadacataltica (FCC, Fluid Catalytic Cracking).

Gas Natural Se llama Gas Natural Vehicular (GNV (espaol) o NGV (ingls)), a la

utilizacin del gas natural como combustible para vehculos. Puede

utilizarse tanto en estado lquido (GNL) como gaseoso (comprimido,

GNC).

Gas Natural Licuado (GNL): es gas natural que ha sido procesadopara ser transportado y almacenado en fase lquida a presin

atmosfrica y a -160 C aproximadamente.

Gas Natural Comprimido (GNC): es gas natural almacenado ytransportado a altas presiones, habitualmente entre 200 y 250 bar. Se

utiliza como combustible para uso vehicular.

Los vehculos de gas natural vehicular son impulsados con un motorde combustin interna convencional de cuatro tiempos que tiene la

capacidad de utilizar dos combustibles almacenados en tanques

separados y cuyos combustibles son alternados de forma manual o

automtica. Adems de la gasolina comn, los vehculos generalmente

son adaptados para funcionar con gas natural vehicular (GNV).

Ejercicios 1. Durante un proceso de combustin se quema 500 kg/da de

Lignito que tiene un costo de US$ 0,25 cada kilogramo. Sehace un cambio de tecnologa para utilizar Antracita, hallarel ahorro semanal y anual.

2. Para calentar 3,5 m3/da de agua, de 20C a 55C en unaclnica rural, se utiliza hulla que tiene un costo de US$ 0,27cada kg. Si se usara Antracita, hallar el ahorro anual.

3. Una industria utilizaba 750 litros da de querosene para susprocesos trmicos, si deciden cambiar a gas natural, hallar elahorro anual. Si el costo de cambio de tecnologa es de US$18000, luego de cuantos aos tiene un ahorro neto? ,suponer precio del dinero constante.Precios: querosene 3,30US$/galn ; GN 0,85 soles/m3

Motores de combustin interna: MCILos motores de combustin interna alternativos (MCIA),conocidos tambin como motores de explosin deencendido por chispa (MECH, gasolineros) y motores deencendido por compresin (MEC, petroleros), son motorestrmicos en los que los gases resultantes de un procesode combustin empujan un mbolo o pistn, desplazndoloen el interior de un cilindro y haciendo girar un cigueal,obteniendo finalmente un movimiento de rotacin.

El funcionamiento cclico de estos motores implica lanecesidad de sustituir los gases de la combustin pornueva mezcla de aire y combustible en el interior delcilindro; este proceso se denomina renovacin de la carga.

Clasificacin

Los motores mencionados se pueden clasificar de la siguiente manera:

Segn la forma de provocar la Ignicin o encendido de la mezcla:

encendido provocado: Son los de ciclo Otto o de gasolina. encendido por compresin: Son los de ciclo Disel.

Segn la forma de hacer la renovacin de la carga:

Ciclo de cuatro tiempos, 4T; en los que el ciclo de trabajo se completaen cuatro carreras del mbolo y dos vueltas del cigeal. En estosmotores, la renovacin de la carga se controla mediante la apertura ycierre de las vlvulas de admisin y escape.

Ciclo de dos tiempos, 2T;el ciclo de trabajo se completa en dos carrerasdel mbolo y una vuelta del cigeal. La renovacin de la carga se lograpor barrido, al desplazar la nueva mezcla los gases de la combustinprevia, sin la necesidad de vlvulas, (en los diesel lleva de escape) yaque es ahora el propio mbolo el que con su movimiento descubre laslumbreras de admisin y escape (slo ciclo Otto) regulando el proceso.

Etapas cronolgicas del MCI