Definición, utilidad y medida de la potencia calorífica de un gas

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Hoy en día, muchos hogares e industrias utilizan gas natural. Este gas crece continuamente en todo el mundo y se espera que continúe creciendo en las próximas décadas. Usar gas natural Un parámetro muy importante se utiliza en el mundo de la química. Se trata del poder calorífico. Este parámetro se utiliza para determinar la calidad del gas natural. Como resultado, se pueden reducir los costes de gas necesarios para una medida específica y, por tanto, los costes económicos.

Pero, ¿cuál es el poder calorífico? En este post aprenderás todo sobre el poder calorífico, solo tienes que seguir leyendo seguir

Definición del poder calorífico

El poder calorífico de un gas es la cantidad de energía por unidad de masa o volumen que se libera tras la oxidación completa. Esta oxidación no se conoce para el hierro. Cuando escuchas algo de química, es muy común pensar en la oxidación como tal. La oxidación es un concepto que se refiere a la pérdida de electrones de una sustancia. Cuando esto ocurre, su carga positiva aumenta y se dice que se está oxidando. Esta oxidación mencionada tiene lugar en un proceso de combustión.

Cuando quemamos gas natural, obtenemos energía para producir electricidad, calentar agua, etc. Por eso es importante saber cuánta energía puede producir el gas por unidad de masa o volumen para determinar su calidad. de acuerdo a Cuanto mayor sea el poder calorífico, menor será la cantidad de gas que usaremos. Aquí es donde radica la importancia de la calidad de un gas en relación con sus costes económicos.

Se utilizan varias unidades de medida para medir el poder calorífico. Los kilojulios y las kilocalorías se utilizan tanto para la masa como para el volumen. Al igual que en los alimentos, hay kilocalorías en los gases. No es más que energía que se libera durante un proceso de oxidación. La masa se calcula en kilojulios por kilo (kJ / kg) o kilocalorías por kilo (kcal / kg). Cuando nos referimos a volumen, estamos hablando de kilojulios por metro cúbico (kJ / m3) o kilocalorías por metro cúbico (kcal / m3).

Poder calorífico mayor o menor

Si hablamos teóricamente, el poder calorífico de un gas es único y constante. Sin embargo, a la hora de ponerlo en práctica podemos encontrar otras dos definiciones. Uno se relaciona en el poder calorífico superior y otro en el inferior. El primero supone que el vapor de agua generado durante el proceso de combustión está completamente condensado. Esto tiene en cuenta el calor que genera el gas durante el cambio de fase.

Suponga que todos los elementos involucrados en la combustión se absorben a cero grados. Para que se produzca la combustión, debe haber aire, y ese aire también proporciona energía. Por lo tanto, si tanto los reactivos como los productos involucrados en la combustión se reducen a cero grados antes y después, el vapor de agua se condensará por completo. Este vapor de agua proviene de la humedad inherente al combustible y de la humedad que se crea cuando se oxida el hidrógeno del combustible.

Por otro lado, el menor poder calorífico no considera la energía esto es liberado por el cambio de fase del gas. Se supone que el vapor de agua contenido en los gases no se condensa. Si no se cambia la fase, no se libera energía y no se realiza ninguna entrada adicional. En esta situación, solo se alimenta la energía de la oxidación del combustible.

Uso industrial

Cuando se trata de la realidad en la industria de generación de energía, el menor valor calorífico es la mayor preocupación. Esto se debe a que los gases de combustión suelen estar a una temperatura más alta que la condensación del vapor de agua. Por tanto, no se tiene en cuenta la energía debida al cambio de fase del gas.

Al mostrar la energía que el gas puede liberar durante su oxidación, también podemos ver la calidad del gas. Cuanto más poder calorífico tenga un gas, menos necesitaremos. En la industria es muy importante tener en cuenta estos factores. Cuanto mayor sea la calidad del gas, menores serán los costes de producción. Cuanto más estable sea el poder calorífico de un gas, los costos operativos serán más baratos.

Las acciones y controles que se ponen en estas operaciones dependen completamente del tipo de empresa que lo hace. Independientemente de la empresa (gas natural, reservorio, pozo o biogás), sin embargo, controlan este parámetro de manera integral. También se usa ampliamente en industrias como la metalurgia, las fábricas de vidrio, las fábricas de cemento, las refinerías, los generadores de energía y la petroquímica.

Medidas analíticas

Comentamos que el poder calorífico es un parámetro muy importante y que la industria tiene métodos para medirlo y controlarlo. Existen varios métodos para determinar el poder calorífico de un gas. El más antiguo y conocido es el de la bomba de calor.

Este método consiste en introducir un gas en un recipiente herméticamente cerrado de volumen constante. El contenedor debe estar aislado de otros materiales o posibles cambios de medida. Una vez que se introduce el gas, se utiliza una chispa para encender el gas. Un termómetro mide la temperatura. Con este cambio en el valor de temperatura, mediremos el calor liberado por la reacción de oxidación.

Aunque este método es muy preciso, acaba consumiendo todo el gas quemado. Además, se considera un método de medición discontinuo. Por lo tanto, este proceso no se utiliza en grandes industrias consumidoras de gas.

La medición continua de este gas se realiza mediante cromatografía de gases en línea. Consiste en separar los componentes de la muestra de gas dentro de una columna cromatográfica. Por lo general, es un tubo capilar que tiene una fase estacionaria e introducimos el gas que es la fase móvil. Los componentes del gas son retenidos por adsorción de la fase estacionaria, variando su tiempo de elución en función de su peso molecular. Cuanto menor sea el peso molecular, menor será el tiempo de elución y viceversa. Cuando los gases abandonan la columna, golpean un detector selectivo de hidrocarburos. Trabajan a través de la conductividad térmica.

Al analizar los resultados Se obtiene un cromatograma. Esto no es más que un gráfico que muestra el porcentaje de cada hidrocarburo en el gas que hemos analizado. Con esta información, el poder calorífico se puede calcular posteriormente.

Ya sabe un poco más sobre la energía de calefacción y la importancia que juega en la producción de gas natural u otros gases.

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