Combustão e combustíveis

Páginas: 15 (3554 palavras) Publicado: 16 de maio de 2011
Sumário

Parte I – COMBUSTÃO E COMBUSTÍVEIS, 1 Capítulo 1 – Estudo Material da Combustão, 3 Capítulo 2 – Cálculos Estequiométricos da Combustão, 17 Capítulo 3 – Estudo Térmico da Combustão, 67 Capítulo 4 – Cálculo do “Poder Calorífico”, 79 Capítulo 5 – Temperatura Teórica de Combustão, 91 Capítulo 6 – Cálculo da Temperatura Teórica de Combustão, 101 Capítulo 7 – Combustíveis Sólidos, 131Capítulo 8 – Combustíveis Líquidos, 149 Capítulo 9 – Combustíveis Gasosos, 163 Exercícios sobre Combustão, 181 Parte II – LUBRIFICAÇÃO E LUBRIFICANTES, 195 Capítulo 10 – Atrito, 197 Capítulo 11 – Tipos de Lubrificação, 205 Capítulo 12 – Substâncias Lubrificantes, 213 v

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Química Tecnológica

Parte III – CORROSÃO E PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO, 245 Capítulo 13 – Fundamentos de Corrosão, 247Capítulo 14 – Métodos de Controle da Corrosão, 301 Referências Bibliográficas, 341

Capítulo 1

Estudo Material da Combustão

Eng. Prof. Jorge Wilson Hilsdorf

1.1 VISÃO GERAL
Um dos mais importantes campos de estudo no conjunto das ciências e da tecnologia é, sem dúvida, o dos “combustíveis” e de sua “combustão”. A grande atividade industrial atual tornou-se possível pelo sempre crescentefornecimento de energia, que pode ser utilizada sob a forma conveniente de energia calorífica, obtida através dos combustíveis. As fontes de energia são principalmente três: 1 – as forças da natureza, tal como a gravidade em quedas de água; 2 – os combustíveis, que podem ser sólidos, líquidos ou gasosos; 3 – a energia atômica, libertada de reações nucleares. Atualmente, os combustíveis ainda são amais importante fonte de energia.

1.2 DEFINIÇÃO DE COMBUSTÍVEL
Ainda que quaisquer substâncias que reajam quimicamente com desprendimento de calor possam ser consideradas combustíveis para determinados 3

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Química Tecnológica

fins, os combustíveis quem sabe tidos como industrialmente importantes são mais restritos. São os materiais carbonáceos comumente disponíveis e que podemser queimados facilmente ao ar atmosférico com desprendimento de grande quantidade de calor controlável sem esforço. Os combustíveis importantes são compostos de carbono e pode-se mesmo afirmar que a sociedade industrial está baseada nas seguintes reações de combustão: C + O2 → CO2 1 H2 + __ O2 → H2O 2 Os elementos químicos que entram na composição da maioria dos combustíveis são: carbono,hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e enxofre. A qualidade do combustível é dada pelos elementos carbono (C) e hidrogênio (H); o enxofre (S), apesar de combustível, é indesejável, como será visto a seguir; o oxigênio (O) diminui a quantidade unitária de calor desprendida, pois é considerado como já combinado com o hidrogênio; o nitrogênio (N) também não é desejável, pois não apresenta, no campo da combustãoindustrial, reação com oxigênio com liberação de calor. Para que um material possa ser considerado industrialmente “combustível”, são necessários os seguintes requisitos técnicos e econômicos: 1 – facilidade de uso; 2 – não formação, durante a combustão, de substâncias tóxicas ou corrosivas; 3 – obtenção fácil; 4 – baixo custo de produção; 5 – segurança no armazenamento e no transporte.Esquematicamente, os componentes do sistema de “combustão” podem ser visualizados da seguinte forma:

Combustível →

COMBUSTÃO
C + O2 → CO2 1 H2 + __ O2 → H2O2 2 ↓ Cinzas → Gases residuais (ou fumos)

Comburente →

Capítulo 1 – Estudo Material da Combustão

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1.3 COMBURENTE
Uma reação de combustão é uma reação de óxido-redução, sendo o combustível o “redutor” e o oxigênio o “oxidante”. Aoxidação do redutor, ou combustível, dá-se à custa do oxidante ou oxigênio. A substância à custa da qual se dá a combustão, que normalmente é o oxigênio, denomina-se “comburente”. A fonte de oxigênio é naturalmente o “ar atmosférico”, cuja composição percentual “em volume” ou “em moles (moléculas-grama)” é a seguinte:
Nitrogênio Oxigênio Argônio Dióxido de carbono Hidrogênio Neônio Hélio...
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