cqa - engenharias mecânica mecatrônica e produção - 1ºbim_2º sem_2015

8/19/2019 CQA - Engenharias Mecânica Mecatrônica e Produção - 1ºBIM_2º Sem_2015

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UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIPENGENHARIAS MECÂNICA, MECATRÔNICA E PRODUÇÃO

COMPLEMENTOS DE QUÍMICA APLICADA

Prof. Már !o L. O"!#$!r%&rof$''or(%r !o.)*!&+ (%!". o(

- &'/00'! $'. oo "$. o(0'! $0$* $*-%r!%$(&%) %

12 '$($' r$ 3$ 1456

S7o 8o'9 3o' C%(&o'

mailto:[email protected]://sites.google.com/site/engenhariaempautahttps://sites.google.com/site/engenhariaempautamailto:[email protected]


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EMENTA

Abordagem dos processos de geração e conservação de energdo âmbito da Química.



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CONTE:DO PROGRAM;TICO

I - Noções Gerais sobre a situação atual de geração de energia no mundo.● a evolução do uso da energia pelo Homem● !ontes atuais "e as possíveis !ontes !uturas# de energia renov$vel e não renov$vel● alguns aspectos da situação brasileira

II - Noções Gerais sobre o processo de %ombustão& abordando'● combustíveis& classi!icação& composição& estado !ísico& principais características

usados● comburente& composição do ar& reações e controle da combustão& tipos de combus● reações e controle da combustão● este(uiometria da combustão& c$lculo da (uantidade de ar necess$ria e volume de !um● c$lculo do poder calorí!ico de combustíveis● c$lculo das temperaturas te)rica e real da combustão.



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ENSAIOS PR;TICOS

- *eterminação do teor de $lcool na gasolina.

- *eterminação do ponto de !ulgor e in!lamação de combustíveis

lí(uidos.



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COMPLEMENTOS DE QUÍMICA APLICADA* $'$ 3$ 8 "788L# >L2.M9AEI6. @inist;rio de @inas e 4nergia. Malanço energ;tico nacional 788L' ano base 788F. 9/. 4mpre1es(uisa 4nerg;tica& 788L. *isponível em'P0ttp' 7 8>LLF+assinari %.A. e outrosQ)>(! % T$ *o" ! % 4ditora 1ioneira 6earning +0omsom 788> pro!essorbarbieri.net



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NP 1 + NP 22

NP 2 = 0,7 B 2 + 0,15 Tarefas + 0,15 Relatórios

NP 1 = 0,7 B 1 + 0,15 Tarefas + 0,15 Relatórios

CRIT RIOS DE AVALIAÇÃO/



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TARE=AS E RELAT RIOS

1ara alcançar nota m$,ima deve-se entregar completos todas as tare!as e relat)r

especi!icados para o bimestre.%)pias ,ero, "parciais ou totais# assim como te,tos digitados "parcial ou totalmennão podem ser aceitos. Eomente serão aceitas c)pias manuscritas (ue conten0am to te,to do trabal0o original.

➔ as tare!as e relat)rios serão individuais➔ As tare!as e relat)rios bimestrais devem ser entregues at; um dia antes a data da prova➔ somente poderão entregar o relat)rio os alunos presentes na aula e,perimentalcorrespondente.




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A)"%' 3o 52


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O J)$ 9 E*$r !%K

V$.*$r. !.%

5 %apacidade dos corpos para produ ir um trabal0o ou desenvolver uma !orça.1 @odo como se e,erce uma !orça e!ic$cia. Qualidade do (ue ; energ;tico resoluçãonos atos !irme a. Atividade diligente.6 Dorça !ísica. Dorça moral. igor. Dorça em açãoW. *icion$rio @ic0aelis


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Or! $( 3% E*$r !%

@assa eTmc7

Eolar

Química @ecânica

%ampo


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E*$r !%' 3o !&o &o $* !%" %(&o

● a energia gravitacional● a energia el$stica● a energia eletrost$tica● a energia t;rmica "interna# - Eensível

- 6atente● a energia (uímica "interna#● a energia nuclear.


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E*$r !%' 3o !&o !*9 ! o

● a energia cin;tica do movimento● a energia do som● a energia el;trica● a energia t;rmica● a energia da radiação.


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Energia (calor) fornecida



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Quanto maiores !orem as interações entre as mol;culas& ma!ortemente unidas estarão e mais di!ícil ser$ a mudança de estado !ísic

"A# G$s "M# 6í(uido "%# s)lido



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● 4ntende-se por energia a capacidade de reali ar trabal0o.● Dontes de energia& portanto& são elementos (ue podem produ ir ou multipli

trabal0o' os mYsculos& o sol& o !ogo& o vento etc.●

*epois da pr)pria !orça 0umana& a primeira !onte de energia (ue o 0omeutili ou !oi o !ogo "de C8 888 a.%#.● A utili ação da !orça do vento& principalmente para a navegação& dev

começado em torno do ano 7 888 a.%.● K aproveitamento da $gua& da !orça 0idr$ulica para mover moin0os& inici

em torno do s;culo II a.%.● A partir do ano 888 d.%. começa a e,ploração mais intensa do carvão mineral

0ul0a& inicialmente#. ● 1or volta do !inal do s;culo ZIZ& surge a$"$ r! !3%3$& o desenvolvimento dos

motores a gasolina ou demais derivados do petr)leo e& conse(uentemente& not$vel desenvolvimento nas$ &"or%?@$' &$ ro">f$r%'.


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● 4m meados do s;culo ZZ& surgiu a energia nuclear& sendo (ue a !issão nucl"obtenção da energia nuclear# !oi utili ada inicialmente para !ins militares& dura7 Guerra @undial.

● A enorme participação das !ontes não-renov$veis na o!erta mundial de energcoloca a sociedade diante de um desa!io' a busca por !ontes alternativas de energia

● *everão coe,istir v$rias !ontes de energia& principalmente as renov$veis e pou poluidoras& e ainda a(uelas de origem biol)gica (ue deverão con0ecer uma mae,pansão nas pr),imas d;cadas.

● Na $rea da engen0aria& a administração da energia tornou-se uma das princip!unções do engen0eiro& [$ (ue representa& na maioria das ve es& a maior parccomposição do custo da produção& al;m da interação com todos os processos (envolvem a geração& a trans!ormação& a conservação e o uso racional da energia

● A Química estão a!etos' o processo de %ombustão& (ue continua sendo o princi processo de geração de energia usado pela 0umanidade al;m da %orrosão 1roteção contra a %orrosão (ue se tradu num processo de conservação de energia


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● %erca de JJ \ da energia t;rmica utili ada pelos ecossistemas prov;m dasradiações solares as (uais constituem a principal !onte de energia da +erra

●

K restante da energia ; obtido de !ontes prim$rias e trans!ormado pel0omem em outras !ormas& como energia mecânica& el;trica& ent;rmica e (uímica.

● Ks principais usos da energia incluem o a(uecimento de ambientes& produção industrial& o transporte de !orma geral& a obtenção de metmateriais diversos etc.

● Ks recursos energ;ticos prim$rios são classi!icados em renov$veis e nãrenov$veis.

=o* $' 3$ $*$r !%



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H!' r! o 3% E*$r !% *o


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● J - 4ntrada em operação da usina @armelos ]ero a primeira0idrel;trica de grande porte no país.

● J8L- 4ntrada em operação da usina Eão de Dontes da 9io 6ig0t&maior do mundo na ;poca.

● J>2 - 1romulgação do c)digo de $guas& atribuindo a uniãocompet^ncia e,clusiva& como poder concedente& para os

aproveitamentos 0idrel;tricos destinados ao serviço pYblico.● J2> - Início da criação das diversas estaduais e !ederais' %eee-rg

%0es!& %emig& %opel& %elesc& %elg& %emat& 4scelsa& D%emar& %oelba& %eal 4nergipe& e outras.

H!' r! o 3% E*$r !% *o


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● 1960 - Criação do Ministério das Minas e Energia.● 1961- Criação da Eletrobrás constituída em 1962.● 196 - Entrada em o!eração da usina de "urnas #ue !ermitiu a

interligação dos estados do $io de %aneiro& Minas 'erais e (ão)aulo.

● 19*+ - Entrada em o!eração da usina de ,tai!u& maior

idrelétrica do mundo - conclusão do sistema interligado norte enordeste.● 19* - Criação do )rocel !rograma nacional de combate ao

des!erdício de energia elétrica.● 19*6 - Entrada em o!eração do sistema interligado sul - sistema

interligado sul - sudeste.

H!' r! o 3% E*$r !% *o


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H!' r! o 3% E*$r !% *o


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Minacional Itaipu● 4m JL>& t;cnicos percorrem o rio de barco em busca d ponto mais indicado para a construção da Itaipu

● %onstruída entre JLC e J 7● Inaugurada em C de maio de J 2● @aior em produção no mundo● Gerou J &7J + 0 em 78 7



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1rograma Nuclear Mrasileiro



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1rograma Nuclear Mrasileiro● JC2 - K Mrasil [$ era capa de produ ir urânio met$lico JC2● JF8 - Mrasil negociava com a Drança para ad(uirir um reator

nuclear.● JFC - Mrasil assinou um acordo com a esting0ouse 4lectric

%ompanB dos 4OA● JLF - Governo Geisel& !oi assinado um acordo com a

Aleman0a para um total de 8 reatores● J F - 4ntra em operação o reator nuclear construído pelaesting0ouse& na usina de Angra I

● 2002 - 4ntra em operação Angra II & acordo reali ado com aAleman0a

● 2016 5 1revisão de início de operação da Angra III



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Dontes de energia



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@E8 A @alanço Energético 8acional A 201 & ano base 201+

=o* $' 3$ $*$r !% *o


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1etr)leo)rodutos obtidos a !artir do !etrBleo3

•'asolina•' )• uerosene•Dleo lubri;icante• s;alto



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G$s NaturalMistura de idrocarbonetos le5es&com desta#ue !ara o metano

CF+G.

Vantagens:

•@aiHa !resença de contaminantesI•Combustão mais lim!a& com menorní5el de emissão de C 2 !or unidadede energiaI•"acilidade de trans!orte e manuseio.

Principais usos:•Jso residencial em ;ogKes& c u5eiros&!iscinas& etc...•Jso em indLstrias como ;onte de calor&

!ara a !rodução de metanol& ;ertili antes&am nia e uréia.•'ás natural 5eicular



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G%'o3) o


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C%r#7o M!*$r%"@in;rio composto de carbono&com (uantidades vari$veis deen,o!re& 0idrog^nio& o,ig^nioe nitrog^nio.

@aior !onte geradora deenergia el;trica do mundo&devido ao bai,o custo e o!ertaabundante.

Altamente poluente&respons$vel por >8 a >C\ dasemissões globais de %K7 eincidentes ambientais como oVGrande nevoeiro de6ondresW& em JC7.

K Mrasil possui poucas reservas de carvãomineral& importando C8\ do carvão consumido


S A A S A


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E*$r !% N) "$%rDonte de energia VlimpaW& nãoapresenta geração de %K7.

K Mrasil tem a se,ta maiorreserva de urânio do mundo&um potencial energ;ticocompar$vel ao pr;-sal.

Atualmente e,istem duas

usinas nucleares no Mrasil&Angra I e Angra II& comcapacidade de 788L@ .

1ara 78 F& est$ previsto ot;rmino da construção da usinade Angra III& com capacidadede >C8@ .


UNIVERSIDADE PAULISTA UNIP


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C-$r*o " 5 =) )'-!(% 1455




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Miomassa da cana

@rasil é o maior !rodutor decana-de-açLcar do mundo.

8o @rasil& o !ercentual de etanolna gasolina é 2 O. @agaço da cana é usado nageração de energia elétrica




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Hidr$ulica

@rasil é o terceiro maior!rodutor de energiaidrelétrica do mundo& atrásdos EJ e Canadá.

@rasil !ossui cerca de200 usinas idrelétricasem ;uncionamento.

usina de ,tai!u&considerada uma dasmara5il as do mundomoderno& gerou 9*&29/P

de energia elétrica em2012.



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E*$r !%' r$*o#á#$!'N@iomassaNEnergia EBlicaNEnergia (olar




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E*$r !%' r$*o#á#$!'E5olução da geração de energia eBlica no @rasil




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C%&% !3%3$ 3$ o"$ or$' 'o"%r$' !*' %"%3o' $(o&$r%?7o % 9 o %*o 3$ 144

"onte3 (olar Feating Q Cooling )rogramme,nternational Energ< genc< A 2011




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E*$r !%' R$*o#á#$!' (% r!F $"9 r! %


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V%r!%?7o P$r $* )%" 145 145

M4N 5 Malanço 4nerg;tico Nacional 5 78 C& ano base 78 2




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@atri energ;tica atual



UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP


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M% r!F $"9 r! %


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Cr$' !($* o 3o o*')(o 3$ E*$r !% *o


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Co*')(o 3$ E*$r !% *o


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UNIVERSIDADE PAULISTA UNIPENGENHARIAS MECÂNICA, MECATRÔNICA E PRODUÇÃO

MAIS SO


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E*$r !%/ fo* $' r$*o#á#$!'



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● Oma das alternativas para a produção de energia el;trica ; o aproveitamento das variaçõdo nível das mar;s& em lugares onde a di!erença ; grande.

● Neste s;culo& o aproveitamento das mar;s para gerar energia el;trica ; uma daalternativas estudadas.

●

As usinas (ue aproveitam as variações de nível entre as mar;s são c0amadas de usinamaremotri es.

● No momento& a maior parte das usinas e,istentes ; em escala semi-e,perimental (u

mostraram ser anti-econ`mico esse tipo de aproveitamento.● Eão poucos os locais (ue permitem aproveitar de !orma econ`mica esse tipo de$*$r !%.

E*$r !% 3%' (%r9'




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● K calor e,istente no interior da terra tem sido aproveitado 0$ muitos anos nas regiõesvulcânicas constituindo assim uma outra !orma de energia alternativa.

● Abrem-se buracos !undos no c0ão at; c0egar aos reservat)rios de $gua e vapor (ue podeatingir os >L8 %& são drenados at; $ super!ície por meio de tubulação apropriada.

● Atrav;s da tubulação o vapor ; condu ido at; central el;trica normal& o vapor !a girar alâminas da turbina.

● A energia mecânica da turbina ; então trans!ormada em energia el;trica por meio dogerador.

E*$r !% G$o 9r(! %




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● Ap)s passar pela turbina o vapor ; condu ido para um tan(ue deres!riamento. A $gua condensada ; novamente canali ada para reservat)rio subterrâneo& onde ser$ naturalmente a(uecida pelas roc0(uentes& mantendo-se a produção.

● 4stima-se (ue& atualmente& estes tipos de centrais satis!a em necessidades energ;ticas de cerca de F8 mil0ões de pessoas em 7 países

● A $gua a(uecida geotermicamente ; utili ada para pisciculturaagricultura& a(uecimento de casas& processos industriais "secagemmadeira e de alimentos# e etc.

E*$r !% G$o 9r(! %




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● A energia solar tamb;m pode ser usada para produ ir eletricidade.

● Alguns sistemas solares& como o (ue est$ na !igura& usam um re!letor alto e c`nccomo uma parab)lica para !ocali ar a lu do sol nos tubos estes a(uecem tanto (ue$gua !erve. K vapor pode ser usado para girar uma turbina e produ ir eletricidade.

● K problema do sistema solar el;trico ; (ue apenas !unciona durante o dia& en(uanto

sol a(uece. 1or isso& com o tempo nublado ou a noite não se gera energia el;trica.

●

Alguns sistemas são duplos& ou se[a& durante o dia a $gua ; a(uecida pelo sol e $ nusa-se g$s natural para a !erver deste modo& continua-se a produ ir eletricidade.

E*$r !% So"%r




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● Atribui-se o nome de biog$s "tamb;m con0ecido como g$s dos pântanos#mistura gasosa combustível& resultante da !ermentação anaer)bica da mat;orgânica.

● *e (ual(uer !orma& esta mistura ; essencialmente constituída por metano "%H2#&

com valores m;dios na ordem de CC a FC\ em volume& e por di),ido de carbo"%K7#& com apro,imadamente >C a 2C\ de sua composição.

● K seu poder calorí!ico est$ diretamente relacionado com a (uantidade de metane,istente na mistura gasosa.

● A produção do biog$s ; naturalmente encontrada em pântanos& aterros e esgoentre outros.

E*$r !% 3$ !o á'




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● Atualmente& e,istem duas situações possíveis para o aproveitamento biog$s.

● K primeiro caso consiste na (ueima direta "a(uecedores& !ogõecaldeiras#.

● K segundo caso di respeito conversão de biog$s em eletricidade. Isigni!ica (ue o biog$s permite a produção de energia el;trica e t;rmica.

● 4m Eão 1aulo o biog$s c0egou a ser utili ado& e,perimentalmente&camin0ões de coleta de li,o.

E*$r !% 3$ !o á'

ENGENHARIAS MECÂNICA, MECATRÔNICA E PRODUÇÃO



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● 1ode ser considerada uma das !ontes energ;ticas mais econ`micas e de!$cil a(uisição pelas pe(uenas propriedades rurais e pode ser usado emmotores& geradores& motopicadeiras& res!riadores de leite& a(uece$gua& geladeira& !ogão& lampião& lança-c0amas entre outros.

● Numa an$lise global& o biog$s ; um g$s incolor& geralmente inodoronão contiver demasiadas impure as # e insolYvel em $gua.

● *evido a presença do metano& ; um g$s combustível& sendo o seu pocalorí!ico in!erior "1.%.I.# cerca de CC88 cal m>& (uando a proporção em

metano ; apro,imadamente F8 \.● um g$s de bai,a densidade& mais leve (ue o ar& e contrariamente butano e ao propano& tra menores riscos de e,plosão [$ (ue sacumulação se torna mais di!ícil.

● K biog$s& em condições normais de produção& devido ao seu bai,o teomon),ido de carbono "in!erior a 8& \# não ; t),ico. 1or outro lado& metano obtido ; muito corrosivo devido s impure as (ue cont;m.

E*$r !% 3$ !o á'




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● o con[unto de organismos (ue podem ser aproveitados como !ontes de energia cana-de-açYcar& o eucalipto e a beterraba "dos (uais se e,trai $lcool#& divtipos de $rvores "len0a e carvão vegetal#& alguns )leos vegetais "mamoamendoim& so[a& dend^#& etc

E*$r !% 3$ !o(%''%




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● 1rovavelmente as principais !ontes de energia do s;culo ZZI serão de origem biol)gica& produ idas a partir da biotecnologia.

● +rata-se de mat;ria vegetal produ ida pelas radiações solares& por meio !otossíntese. 1ode ser (ueimada no estado s)lido& como no caso da len0a& ou

convertida em combustível gasoso ou lí(uido como metanol e etanol.● A grande (uantidade de umidade e,istente na biomassa& bem como a produçde mon),ido de carbono "%K# e material particulado na (ueima da madeira& aspectos desvanta[osos.

● No Mrasil& na d;cada de L8& em conse(u^ncia da crise do petr)leo&desenvolvido o 1ro$lcool& com a produção de $lcool etílico carburante a particana de açYcar.

● K Mrasil possui um enorme potencial de !ontes de biomassa' bagaço de canresíduos agrícolas& apara de madeira& esgoto e li,o. A maior parte ; (ueimadc;u aberto& gerando poluição ambiental.

● *esse modo& a mesma !onte de combustível atende a duas !inalidades' produvapor e a energia el;trica.

E*$r !% 3$ !o(%''%




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● A energia cin;tica do vento ; uma !onte de energia abundante e renov$vel& lime disponível em todos os lugares.

● A utili ação desta !onte para a geração de eletricidade& em escala comercial&início 0$ pouco mais de >8 anos e pode ser trans!ormada em energia mecânicael;trica.

● No Mrasil& o aproveitamento dos recursos e)licos tem sido !eito tradicionalmcom a utili ação de cata-ventos multi-p$s para bombeamento de $gua.

● K vento !orte pode rodar as lâminas de uma turbina adaptada para o vento "eve do vapor ou da $gua ; o vento (ue !a girar a turbina#.

● A ventoin0a da turbina est$ ligada a um ei,o central (ue cont;m em cima um !usrotativo. 4ste ei,o c0ega at; uma cai,a de transmissão onde a velocidade derotação ; aumentada.

E*$r !% E "! %




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● K gerador ligado ao transmissor produ energia el;trica.

● A capacidade instalada no Mrasil não c0ega atualmente a 7C @ & com turbinas e)lica

m;dio e grande porte conectado rede el;trica.● 4m [aneiro de 7882 !oram instaladas pela 1etrobr$s na praia de Eoledade& no municípi

@acau& 9io Grande do Norte& > turbinas e)licas (ue [untas vão gerar & @ .

E*$r !% E "! %




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● Apesar de o 0idrog^nio ser uma grande !onte de energia& a ideia do seu uso cocombustível passou a ser cogitada a partir da d;cada de JL8& com a crise provocada pelo aumento do preço do petr)leo.

●

A crise e os níveis alarmantes de poluição ambiental mobili aram a comunidadinternacional& tra endo tona a conversão eletro(uímica de energia& com o uc;lulas a combustível.

● Eão sistemas eletro(uímicos (ue convertem a energia (uímica diretamente emenergia el;trica& a partir de um combustível "0idrog^nio# e um o,idante

"o,ig^nio#.● Eão sistemas (ue apresentam inYmeras vantagens& tais como' alta e!ici^ncia

operação limpa e silenciosa& resposta r$pida de carga& con!iabilidade&manutenção redu ida e !le,ibilidade (uanto ao combustível.

● K grande problema do uso desse tipo de combustível ; o custo da produção dmesmo& (ue pode ser !eita a partir de carvão ou g$s natural& calor e eletricidad

Gá' -!3ro B*!o




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● Al;m disso& apresenta balanço energ;tico negativo& ou se[a& a (uantidade deenergia gerada na sua (ueima ; menor (ue a (uantidade gasta na sua produção.Assim& somente a produção em larga escala poder$ viabili ar seu uso de !ormaampla.

● Kutro problema ; o !ato de ser altamente e,plosivo.

● @uitos estudos são desenvolvidos para encontrar !ormas seguras de arma enmanusear e disponibili ar esse combustível.

Gá' -!3ro B*!o




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● Pro3)F!3% &or J)$3%' 3 á )%, % $*$r !% -!3rá)"! % &$r(! $ o % !o*%3$ )r !*%' J)$ (o#!($* %( $r%3or$' $"9 r! o', &ro3)F!*3o $*$r !% $

r%*3$ o) &$J)$*% $' %"%.

● Ho[e& um (uinto de toda energia el;trica do mundo ; produ ido peaproveitamento dos cursos de $gua. @ais de J8\ da energia (ue o Mrasilconsome prov;m do uso da energia 0idr$ulica.

E*$r !% -!3r$"9 r! %




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● A' $* r%!' -!3r$"9 r! %' de grande porte apresentam problemas de impactoambiental& [$ (ue re(uerem grandes inundações de terras com modi!icação ecossistema& e com o deslocamento de comunidades.

● @esmo assim& a pre!er^ncia atual por 0idrel;tricas não e,iste por acaso. Eatratividade est$ na$*$r !% (%!' %r% %& [$ (ue oo( )' >#$" 9 % á )%.

● 4m m;dia o custo ; de O C88 para cada (uilo


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E*$r !%/ fo* $' *7o r$*o#á#$!'


UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIPENGENHARIAS MECÂNICA MECATRÔNICA E PRODUÇÃO


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● @istura de 0idrocarbonetos para!ínicos& arom$ticos e na!t^nicos.

● K petr)leo originou-se de restos de plantas e animais marin0os in!eriores& (ueacumularam no !undo de antigos mares& e !oram soterrados por movimentoscrosta terrestre.

● 4ncontra-se con!inado em grandes pro!undidades no sub-solo dos continentesdos mares.

●

Al;m dos combustíveis automotivos e industriais (ue são obtidos& o petr)leo!onte de mat;rias primas para as indYstrias de produtos (uímicos& de !ertili an pesticidas& tintas& pl$sticos& !ibras sint;ticos rem;dios e muitas outras.

● Ks principais países produtores de petr)leo são a 9Yssia& a Ar$bia Eaudita& oo u


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Torr$ 3$ 3$' !"%?7o fr% !o*%3% 3$ &$ r "$o




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W!' o $ )(!*o'o

● *estaca-se pelo !ato de o Mrasil possuir grande parte das reservas mundiais at;0o[e con0ecida.

●

Euas ocorr^ncias locali am-se em Eão 1aulo "+rememb;#& 1aran$& Eanta%atarina& 9io Grande do Eul& %ear$& @aran0ão e Ama onas.

● +rata-se de roc0a de nature a argilosa ou calc$ria impregnada com substânciasorgânicas combustíveis& em teores (ue variam entre >8 e C8\& constituindo umresíduo !)ssil de nature a sedimentar mais recente (ue o petr)leo.

● Ks produtos obtidos do ,isto são mais caros (ue os similares obtidos dosderivados de petr)leo.




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A" % r7o r) o 3$ -)"-%

● K alcatrão ; um produto lí(uido& mais ou menos viscoso de composição vari$e muito comple,a e de cor preta.

●

origin$rio do processo de co(uei!icação do carvão& onde as partes vol$teiscarvão são separadas durante o a(uecimento !ormando gases.● 4ssa massa de gases cont;m alcatrão& arrastado ou em !orma de vapor& (u

condensado e decantado !ormando o alcatrão de 0ul0a.● *ois tipos de produtos são obtidos pela destilação do alcatrão' produtos puro

como o na!taleno& e misturas comple,as& como os creosotos e pic0es Yltimos constituem a !ração mais importante.

● *evido a vasta (uantidade de produtos derivados do alcatrão& ele tem granvalor na indYstria (uímica& [$ (ue seus derivados t^m muitas aplicações nas mvariadas $reas.

A" % r7o




71/142

A" % r7o 3$ (%3$!r%

● Eubproduto da (ueima da madeira para a produção de carvão& o alcatrão ; obta partir da recuperação dos gases eliminados durante o processo de carboni açã

● Antes eliminado como !umaça na atmos!era& ele ; condensado e trans!ormaem mat;ria-prima do as!alto. A principal vantagem do seu uso ; a substituiçãdos derivados de petr)leo& produtos de origem !)ssil não-renov$veis.

●

4le ; o respons$vel& por e,emplo& pelo sabor e pelo c0eiro de de!umado diversos embutidos& al;m de ser empregado tamb;m na !abricação de balas biscoitos.

A" % r7o




72/142

● %onstituído de metano misturado com 0idrocarbonetos para!ínicos "principalmenetano& propano e outros mais pesados#& ocorre nas !ormações geol)gicas petrolí!era● Apresenta poder calorí!ico da ordem de .C88 a J.888 :cal m>.● Otili ado tamb;m como mat;ria prima para uma s;rie e de sínteses (uímicas

"metanol& !ormaldeido e outros# ou como !ontes de H7 e de en,o!re.● 4ste g$s pode ser li(ue!eito a bai,as temperaturas para ser transportado em navios.● Atualmente o maior produtor ; a 9Yssia.● K rendimento do g$s natural ; bastante alto en(uanto seu o custo ; bai,o (uando secompara com outras !ontes.● K g$s natural ; uma !onte de energia limpa& con!i$vel e e!iciente. um dcombustíveis pre!eridos para geração de energia. 6i(ue!eito& ; seguro e !$cil dtransportar. ● K transporte ; !eito em tan(ues especiais (ue podem via[ar com segurança pormil0ares de (uil`metros.

Gá' *% )r%"




73/142

● resultante da trans!ormação da madeira de !lorestas soterradas 0$ mil0ões anos& su[eitas ação da pressão& temperatura e bact;rias.

● Eão os combustíveis s)lidos mais importantes& com especial desta(ue para0ul0a.

● Quanto maior o grau de trans!ormação so!rido pela madeira& mais carbonmenos 0idrog^nio e o,ig^nio possui o carvão.

● *os elementos constituintes "%& H& K& N& E& 1#& teores elevados de 0idrog^nio "(uando livre#& dão mel0or rendimento t;rmico.

●

K o,ig^nio e o nitrog^nio não contribuem para a (ueima& sendo (ue o o,ig^ndiminui o rendimento t;rmico.● K en,o!re e o !)s!oro embora gerem calor& são pre[udiciais pelo !ato d

produ irem substâncias t),icas e corrosivas "EK7 e 17KC#.● %arvões de boa (ualidade são apenas britados ap)s e,tração& de !orma

uni!ormi ar sua granulometria.

C%r#@$' f ''$!'




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● A presença de elevados teores de en,o!re& como no caso dos carvões brasileir pode at; impedir sua utili ação na !orma como e,traído& obrigando a um re!inomesmo.

● K en,o!re apresenta-se& geralmente& como piritas de !erro "DeE7#& o (ue podeacarretar uma diminuição do ponto de !usão das cin as& com a possibilidade!ormação de um aglomerado vítreo (ue impede a combustão do carvão.

● K re!ino do carvão ap)s sua e,tração consiste na colocação do carvão britado em

grandes (uantidades de $gua& para (ue pedaços de mat;ria mineral e de pirita separem por densidade.

C%r#@$' f ''$!'




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● Oma usina nuclear consiste basicamente de uma usina t;rmica na (ual o calor produ ido por reação de !issão nuclear.

● K combustível mais utili ado ; o urânio 7>C& cu[a ocorr^ncia na naturcorresponde a 8&L \& en(uanto o urânio 7> corresponde a JJ&>\.● 4m apenas C8 anos de desenvolvimento a energia nuclear aumentou su participação na produção de energia mundial partindo de um valor e,tremamen pe(ueno& 8& \& para um valor substancial de L\.

● 4m JJL 0avia 2>L reatores em operação no mundo& com uma pot^ncia instade >28 G . *esse total& 7 \ estão nos 4OA& \ na Drança e 7 \ no /apão.● No !inal de 7887& segundo dados da Ag^ncia Internacional de 4nergia At`mi0avia em operação 22 usinas nucleares em >2 países& per!a endo uma capaciinstalada lí(uida de >C G .● Ks impactos ambientais e os acidentes de %0ernobBl em J F e de +o:aimura

/apão em JJJ& (ue mostraram as letais conse(f^ncias radiativas desstecnologia& parecem agir como !reio na evolução do uso da energia nuclear.

E*$r !% *) "$%r




76/142

E*$r !% *) "$%r




77/142

● No


78/142

P%r ! !&%?7o 3% $*$r !% *) "$%r *% &ro3)?7o 3$ $*$r !% $"9

Lituânia 80% Rep. Coréia 39 % Canadá ! %

"ran#a $8 % ungria 3& % Ro'(nia 0 %

)élgica *$ % +ap,o 3* % -rgentina $ %

Rep. E lo/aca ** % -le'an a 30 % 1frica do 2ul & %

)ulgária $ % "inlândia 30 % )ra il %

2uécia & % E pan a !& % olanda %

4crânia & % Rep. C eca !* % 5ndia %

-r'(nia % Reino 4nido !! % 6é7ico %

E lo/(nia % E tado 4nido !0 % a ui t,o 3 %

2u:#a 0 % R; ia & % C ina %




79/142

Co( )' >#$!'

Co( )' 7o




80/142

O J)$ 9 Co( )' >#$"K

Qual(uer substância (ue produenergia utili $vel& se[a por (ueima

"g$s& madeira& etc#& se[a porreação nuclear "!issão& !usão#




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Co( )' >#$" = ''!"

*ep)sito de @aterial orgânico

!)ssil (ue ; su!icientementecombustível. 4,emplos'%arvão& petr)leo& g$s natural.


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Co( )' >#$!'Qual(uer substância (ue reage (uimicamente comdesprendimento de calor.

Na 1r$tica' Eão os materiais carbon$ceos& abundantes e d!$cil (ueima com o ar& gerando grande desprendimento dcalor "control$vel#.



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Co( )' >#$!'

+udo depende da velocidade da reação'

- 9eação lenta' corrosão- 9eações r$pidas' combustão "processocontrol$vel#-9eações muito r$pidas' e,plosão"processo não control$vel#

R$%?7o 3$ Co( )' 7o



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T!&o' 3$ Co( )' >#$!'

Pr!(ár!o' %arvões minerais "tur!a& lin0ito& 0ul0a& antr 6en0a

S$ )*3ár!o' %o(ue& carvão vegetal& co(ue de petr)leo&

resíduos industriais& combustíveis de !oguetes"tiocol& 0idra ina e +N+#

S LIDOS



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T!&o' 3$ Co( )' >#$!'

T)rf%

L!*-! o

H)"-%

A* r% ! o

T!&o Po $* !%"%"or>f! oX C%r o*o

+ur!a Mai,o 78 a >86in0ito Mai,o L8

Hul0a Alto LC a J8Antracito Alto JF



87/142


T!&o' 3$ Co( )' >#$!'

Pr!(ár!o' 1etr)leo cruGasolina natural

S$ )*3ár!o' Gasolina& Querosene& leo dieselHidrocarbonetos& lcoois

LÍQUIDO



88/142


T!&o' 3$ Co( )' >#$!'

Pr!(ár!o G$s Natural

S$ )*3ár!o' G$s de 0ul0a& g$s de alto-!orno Gases de re!ino do petr)leo

GASOSOS



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RENOV;VEISNÃORENOV;VEIS

T!&o' 3$ Co( )' >#$!'



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● %ombustão ; uma reação (uímica& mais especi!icamente como sendo uma reade o,idação a alta temperatura& e assim sendo& necessitando de uma energiativação& obtida normalmente pela elevação de temperatura em um ponto combustível

● Assim sendo& para (ue ocorra uma reação de combustão& devem estar presesimultaneamente& o combustível& o comburente e a energia de ativação

● K calor liberado pela reação em um ponto do combustível serve como energia ativação e o processo se torna auto5ativante e continua at; o t;rmino de todo combustível

● +oda combustão ; uma reação de o,idação-redução "trans!er^ncia de el;trons#● K combustível atua sempre como !onte de el;trons● K comburente recebe e !i,a os el;trons cedidos pelo combustível& agindo com

o,idante.

Co( )' 7o

, Ç



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Genericamente pode-se representar a reação de combustão da seguinte !orma'

Co( )' 7o

, Ç

Co( )' >#$" Y Co( )r$* $

$

%ondiçõesade(uadas

=)(o' Y C!*F% Y C%"or

CY O1 1C2 Y O12

$

r$3) or o !3%* $

EWEMPLO/


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Co( )' 7oCo( )' >#$" Y o( )r$* $ o( )' 7o

Hidrocarbonetos h K7 1rodutos

As reações de combustão são e,ot;rmicas& liberam grand

(uantidades de energia "na !orma de lu ou calor#& ( possui v$rias aplicações' iluminação& !uncionamento motores& co imento dos alimentos& etc.

Ks produtos dependem do tipo de combustão (ue ocorre.

, Ç



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R$%?7o 3$ o( )' 7o

, Ç



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● *e !orma geral& a reação de combustão se d$ em !ase gasosa.● %ombustíveis lí(uidos são previamente vapori ados. A reação

combustão se d$ entre o vapor do lí(uido e o o,ig^niointimamente misturado.

● No caso de combustíveis s)lidos e,iste um certo grau dedi!iculdade& pelo !ato de a reação ocorrer na inter!ace s)lido - g$

● necess$ria a di!usão do o,ig^nio atrav;s dos gases produ idona combustão "os (uais envolvem o s)lido#& para atingir super!ície do combustível

● Al;m disso& a super!ície !ica normalmente recoberta de cin as(ue representa mais uma di!iculdade para o contato combustívelcomburente.

R$%?7o 3$ o( )' 7o



96/142

1rocesso de %ombustão'

R$%?7o 3$ o( )' 7o

CÂMARA DECOM


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R$%?7o 3$ o( )' 7o

Ç

Co( )' >#$"% h H% h E h H7 h N

Co( )r$* $

Ar atmos!;rico "K7 h N7#

COM


98/142

T!&o' 3$ o( )' 7o

COM


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100/142

*ependendo das (uantidades relativas combustíveis e comburentes alimentadano processo& podem ocorrer tr^s tipos de combustão'Incompletas' (uando a (uantidade de o,ig^nio alimentada ; menor (ue

(uantidade este(uiometricamente necess$ria& para o,idar totalmente todas !rações do combustível. Dormação de carbono na !orma de !uligem "%# e $gu+eoricamente completa' (uando a alimentação de o,ig^nio ; !eita com a(uantidade este(uiom;trica necess$ria& para o,idar totalmente todas as !raçõdo combustível. Dormação de di),ido de carbono "%K7# e $gua "H7K#

%ompletas' (uando se alimenta uma (uantidade de o,ig^nio maior (ue a(uantidade este(uiom;trica necess$ria para o,idar totalmente todas as !rações docombustível. 1rodu g$s carb`nico "%K7# e $gua na !orma de vapor "H7K#.A composição dos !umos varia de acordo com o tipo de combustão& n

permitindo ter uma indicação da combustão obtida.

T!&o' 3$ o( )' 7o



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● Nas combustões teoricamente completas veri!ica-se a presença de pe(uen(uantidade de %K nos !umos e (uantidade despre ível "ou nula# de o,ig^nio.

● 4m combustões completas 0aver$ a presença de o,ig^nio nos !umos& em maou menor (uantidade "dependendo do combustível (ueimado e do e,cessoempregado# e (uantidade despre ível "ou nula# de %K.

T!&o' 3$ o( )' 7o



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R$%?7o 3$ o( )' 7o

C H Y O1

CO1 Y H1O o(&"$ % o) o %"

CO Y H1OC ' Y H1O

I( o(&"$ %o) P%r !%"

Y NO [ NO 19eação com E do

combustívelY SO1 [ SO

Y CH

COM


103/142

R$%?7o 3$ o( )' 7o

Pr!* !&%!' r$%?@$' $ $*$r !%' $*#o"#!3%'

V%r!%?7o 3$ $* %"&!% % 162C \H CO1 % 162C ] ,4 %"0(o" \H H1O #%&or % 162C ] 6 , 4 %"0(o"

\H H1O "!J % 162C ] , 1 %"0(o"

C r%f! $ Y O1 [ CO 1 Y ,4 %"0(o"

H1 á' Y ^O1 [ H 1O á' Y 6 , 4 %"0(o"H1 á' Y ^O1 [ H 1O ">J)!3o Y , 1 %"0(o"



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R$%?7o 3$ o( )' 7o

Co( )' >#$" o( $* ofr$

Co( )' 7o !* o(&"$ % f%" % 3$ O1

S ' "!3o Y O1 [ SO 1 Y 1,44 %"0(o"

S ' "!3o Y 01O1 [ SO Y 546,6 %"0(o"

C r%f! $ Y CO1 á' [ 1CO á' 4, %"0(o"

CO á' Y ^O1 [ CO 1 á' Y , 5 %"0(o"

S$ %3! !o*%r (%!' AR $ $''o 3$ O1



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Co( )' >#$!'



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● %ombustível ; (ual(uer substância capa de produ ir de maneira !$cil econ`mica& energia t;rmica por reação (uímica ou nuclear

● Geralmente são materiais carbon$ceos (ue reagem !acilmente com o o,ig^nido ar& produ indo calor em grande (uantidade. Dunção redutora.

5.C"%''!f! %?7o 3o' o( )' >#$!'/S "!3o'/

● Naturais' carvões !)sseis& madeira& len0a● 1reparados' co(ue& carvão vegetal& resíduo industrial

L>J)!3o'/● Naturais' petr)leo cru& gasolina natural● 1reparados' $lcool& (uerosene& )leo diesel& gasolina

G%'o'o/● Naturais' g$s natural● 1reparados' G61& gases derivados de petr)leo

Co( )' >#$!'



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● 1rincipais %aracterísticas dos %ombustíveis mais %omuns5.5. Co( )' >#$!' S "!3o'5.5.5. L$*-%

●

1erdeu a importância como combustível industrial'- Mai,a rentabilidade t;rmica- %rescente interesse como !onte de celulose

● Ap)s corte teor de umidade oscila' C8 e L8\● Eeca ao ar teor redu cerca de C\ 1%I T 7C88 a >C88 cal g● Mai,o poder calorí!ico 1ir)lisek 9esíduo' carvão vegetal 1%I T L788 a

888 cal g " C\ vol$teis& \ de cin as#● 1rodutos destil$veis' $cido pirolen0oso e alcatrão " mat;rias primas $cido

ac;tico& metanol& acetona...#.

KME.' k 1ir)lise ruptura da estrutura molecular original pela ação do calor

Co( )' >#$!'



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5.5.1. C%r#@$' f ''$!'

● %onsideradas' roc0as orgânicas combustíveis● %ombustíveis E)lidos mais importantes "desta(ue' Hul0a#● 9esultante' trans!ormação da madeira "!lorestas# soterrada a mil0ões de ano

● Eu[eitas a ação' pressão& temperatura e bact;rias● U grau trans!ormação so!rida pela madeira h % e - H e K possui o carvão

● \ % na composição' !unciona como escala da evolução da trans!ormação dmadeira.

Co( )' >#$!'



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● *os elementos constituintes "%& H& K& N& E& 1#' teores elevados de % mel0or rendimento t;rmico

● E e 1 ' produ substâncias t),icas e corrosivas "EK7 e 17KC#● %arvão de boa (ualidade' ap)s e,tração são apenas britados "uni!ormi a

granulometria#● %arvões brasileiros' devido elevados teores de en,o!re "E# podem impedir s

utili ação na !orma como ; e,traído re!ino● 9e!ino' consiste na colocação do carvão britado em grandes (uantidades d

$gua& para (ue pedaços de mat;ria mineral e pirita se separem por densidade● a# Hul0as' são carvões (ue apresentam maior interesse como combustív

industrial.● Hul0a gorda' apresenta bril0ante escura e produ por pir)lise grand

(uantidade de destilado oleoso& dei,ando um co(ue bem aglomerado resistente a compressão.

● Hul0a magra' produ destilado mais a(uoso& e o co(ue ; !ri$vel.

Co( )' >#$!'


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5.5.5. CoJ)$/● K a(uecimento das 0ul0as em ambiente !ec0ado "!ora do contato do ar#

denomina carboni ação ou decomposição t;rmica do carvão !a (ue0a[a o desprendimento das mat;rias vol$teis produ indo'

● %ombustível gasoso' g$s de 0ul0a "constituído de 0idrocarboneto

para!ínicos& 0idrog^nio e pe(uenas (uantidades de %K& %K7 eHidrocarbonetos insaturados● %ombustível lí(uido' %ontento 0idrocarbonetos mais pesados e )leos

combustíveis do alcatrão da 0ul0a● %ombustível s)lido dito co(ue' constituído pelo carbono !i,o e pelas cin as

do carvão● %o(ue metalYrgico' parte-se de 0ul0as gordas e a temperatura atinge valorentre . 88 e .>883% e o g$s produ ido ; usado para a(uecer !orno

co(uei!icação● 1oder calorí!ico' L.888 cal g● K co(ue pode ser usado' como combustível e nos altos !ornos para redução

do min;rio de !erro. Nesse caso& o co(ue deve ter alta resist^ncia compressão e ser muito poroso& deve apresentar pouco en,o!re e !)s!or"para evitar (ue esses elementos passem para o !erro#.

Co( )' >#$!'



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5.1. _Co( )' >#$!' L>J)!3o'`● Ks combustíveis lí(uidos podem ser classi!icados nos seguintes grupos'

-1etr)leo e seus derivados7-*erivados do alcatrão de 0ul0a ou do lin0ito

>-*estilados dos ,istos betuminosos2-Hidrocarbonetos sint;ticosC- lcool etílico

● .7. . *erivados do 1etr)leo● .7. . Gasolina● @istura de 0idrocarbonetos contendo' F - 7 $tomos de carbono● 1ode ser' Natural ou 1etr)leo● 1oder calorí!ico' .888 cal g●

1onto de !ulgor 28 % "gasolina automotiva# e 2F % "gasolinaaviação#

Co( )' >#$!'



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Í*3! $ 3$ O %*% $(/ determinada pela \ de octano e,istente na gasolina.@ede o poder anti-detonante da mesma

● 4ste índice ; medido em motor padrão& variando-se a relação de compressat; (ue ocorra a pr;-detonação ou Vbatida de pinosW

● A seguir' substitui-se a gasolina por uma mistura de iso-octano e n-0eptan(ue apresenta pr;-detonação com a mesma relação de compressão (ue agasolina testada. A porcentagem de iso-octano na mistura e(uivalente& ndar$ o índice de octanas ou octanagem da gasolina. Assim& se a mistapresenta o mesmo comportamento da gasolina em teste& contiver 8\ diso-octano e 78\ de 0eptano& a gasolina em teste ser$ 8

4sse m;todo se baseia na convenção de (ue'- Iso-octano' possui poder anti-detonante igual a 88 "mel0ocomportamento#- Heptano' possui poder anti-detonante igual a 8 "piorcomportamento#

● A partir da mistura dos mesmos& obt^m-se os valores intermedi$rios octanagem

Co( )' >#$!'



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K poder anti-detonante "octanagem# pode ser aumentado pela adição'● de combustíveis mísciveis com a gasolina "e,' $lcool etílico& ben

gasolinas naturais...#● de produtos aditivos especiais' c0umbo tetra-etila "no caso da gasolina d

aviação& (ue possuem índice de octana de 28 ou F8#.%uriosidade'Gasolina Aditivada ou Gasolina %omumS

A Gasolina comum ao passar pelas partes do motor do carro "nas v$lvulas e no pistãdei,a resíduos& su[eiras (ue são uma esp;cie de goma.%om o passar do tempo& o acYmulo desta goma& di!iculta a mistura da gasolina ar& (ue provoca a (ueima e gera energia para o motor !uncionar. *iminuindo& assime!ici^ncia do carro.*i!erente do (ue muitas pessoas pensam o aditivo não aumenta a pot^ncia da gasolinA grande di!erença da gasolina aditivada para a gasolina comum& ; (ue a aditiva possui uma esp;cie de detergente.4ste detergente "aditivo# ao passar pelo motor dissolve a goma& evitando o acYmumais resíduos& assim a su[eira vai [unto com o combustível e tamb;m ; (ueimada.

Co( )' >#$!'



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5.1.5.1 Q)$ro'$*$

● 1rimeiro derivado do petr)leo de valor comercial● @istura de 0idrocarbonetos contendo' 2 - J $tomos de carbono●

Incolor& menos vol$til (ue a gasolina● 4,celente poder de solv^ncia● Importância' turbinas de avião a [ato& alguns motores de combustão intern● 2\ de % e F\ de H em massa● 1onto de !ulgor 28 %● 1oder calorí!ico' .C88 cal g.

Co( )' >#$!'


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5.1.1. D$r!#%3o' 3o A" % r7oMen eno "%FHF# - principal

● 1oder calorí!ico' 8.C88 cal g● ndice de octano T ●

1rincipal utili ação' aditivo para gasolina5.1. . D$' !"%3o' 3$ W!' o' $ )(!*o'o

● Dornecem por destilação seca at; 7\ de produtos condens$veis "78\ tipogasolina e C8\ do tipo )leo diesel#.

5.1. . H!3ro %r o*$ o' '!* 9 ! o'● Otili ados' 1rocesso de síntese● Kbt;m-se' 0idrocarbonetos para!ínicos "bai,o poder anti-detonante#.

Co( )' >#$!'



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5.1.6. ;" oo" E >"! o

● Mrasil' U produtor de etanol "Nos Yltimos trinta anos& a produção de etancana-de-açYcar avançou para L mil0ões de metros cYbicos& com perspecde atingir >C&L mil0ões de metros cYbicos em 78 7-78 >#

● @at;rias primas' cana "Mrasil#& mil0o "OEA#& beterraba "Aleman0a#&sacarino " !rica#& trigo "4uropa#...

● 1oder calorí!ico' F.C88 cal :g● 1onto de !ulgor > %● 4,ige menor (uantidade de ar para combustão● lcool etílico anidro "isento de $gua#' utili ado na !ai,a de 78 a 7C\ em

mistura com a gasolina● lcool etílico 0idratado' utili ado como combustível automotivo "em m;d

JC\ etanol h C\ $gua#● Alto poder anti-detonante.

Co( )' >#$!'



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5. . _Co( )' >#$!' G%'o'o'`

● Na temperatura ambiente e na pressão atmos!;rica& apresentam numerovantagens sobre os demais combustíveis'

# @aior !acilidade na reação de combustão7# @aior !acilidade de regular a entrada de ar ># @aior e,tensão da c0ama2# @aior !acilidade de transporteC# @aior !acilidade de pr;-a(uecimentoF# Aus^ncia de cin as● Eão sempre misturas gasosas● %omposição varia'

- !orma de produção "combustíveis preparados# ou- !onte de obtenção "no caso de combustíveis naturais#

Co( )' >#$!'


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*esta(ues "combustíveis gasosos#'5. .5. Gá' *% )r%"' %ombustível !)ssil' @etano "%H2# h Hidrocarbonetos1ara!ínicos "etano& propano e outros mais pesados#. Kcorre' !ormaçgeol)gicas petrolí!eras. 1ossui aplicações dom;sticas& industriais e automotiva

1oder calorí!ico' .JJ> cal :g

Incolor e inodoro& o g$s natural dissipa-se !acilmente na atmos!era em cde va amento& por ser mais leve (ue o ar. 1ara in!lamar ; preciso (ue sesubmetido a uma temperatura superior a F783%. Al;m disso& o g$s nat(ueima com uma c0ama (uase imperceptível. 1or (uestões de segurança& g$s natural comerciali ado ; odori ado com en,o!re.

Co( )' >#$!'


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5. . . Gá' 3$ -)"-%/ Kbtido' destilação seca da 0ul0a& em aus^ncia de arresultando ainda um resíduo combustível co(ue. Oma tonelada de 0ul0agera em m;dia >88 a >C8 m> de g$s. 1oder calorí!ico' 2.888 a C.888 cal m>&C8 g de alcatrão& L88 a LC8 g de co(ue e 8 g de $guas amoniac"!onte de NH>#.

5. . . Gá' 3$ %r/ VG$s 1obreW& devido seu bai,o poder calorí!ico " .78.F88 :cal m>. Kbtido' K,idação parcial do carbono& a partir do co(ue

carvões minerais ou vegetais 5. .6. Gá' 3$ á )%/ Apresenta em m;dia' %K7 C& \ %K 28&7\ H7 C8\

%H2 8&L \ e N7 2&8\ em volume. 1oder cal)rico' 7C88 a 7L88 cal m>

.Kbtido' in[eção de vapor de $gua sobre carvão incandescente 5. . . G%'$' %r )r%3o'/ G$s de $gua ou g$s misto enri(uecido comvapores de 0idrocarbonetos& obtidos cra(ueamento de um )leocombustível pesado. 1oder calorí!ico' C.288 cal m>

Co( )' >#$!'



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5. . . Gá' 3$ %" o for*o/ 1ossui cerca de >8\ de %K e pe(uena (uantidadede H. 9esultante' utili ação parcial do %K para redução do min;rio de !errdentro do alto !orno. %K ; produ ido pela (ueima do co(ue cominsu!ici^ncia de o,ig^nio durante o processo. 1oder calorí!ico' J88 cal m> "utili ado na pr)pria siderYrgica& misturado ao g$s de co(ueira#

5. . . Gá' 3$ r% %($* o 3$ $' o o/ 1rodu ido' durante a digestãoanaer)bica dos esgotos municipais. %ont;m FC 5 8\ de metano "%H2# e poder calorí!ico' C. 88 a F.C88 cal m>.

Co( )' >#$!'



125/142

Co(&o'!?7o J)>(! % 3o' o( )' >#$!'



126/142

1. Co(&o'!?7o 3o' o( )' >#$!'/

1.5.E"$($* o' $''$* !%!'/ C%r o*o $ -!3ro B*!o.● Eão muito !re(uentes na composição dos combustíveis respondendo pela gerade calor e pela !unção redutora● 1odem estar presentes na !orma isoladas "substância simples# ou combinado!orma de 0idrocarbonetos "4, G61& %H2 etc#

9eações de combustão' carbono%"gra!ite# h K7 %K7 h J2 :cal "reação completa#%"gra!ite# h %K7 7 %K h 28& :cal "reação parcial pela !alta de K - endot;rmica#%"gra!ite# h j K 7 %K h 7F&F :cal "reação incompleta#

9eações de combustão' 0idrog^nioH7"g$s# h j K 7 H 7K "vapor# h CL& :calH7"g$s# h j K 7 H 7K "lí(uido# h F &> :cal



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Co(&o'!?7o 3o' o( )' >#$!'/1.1. E"$($* o' S$ )*3ár!o'/ O, N, S $ P.9eações de combustão' K,ig^nio● A presença de o,ig^nio nos combustíveis acarreta sistematicamente uma redução ngeração de calor● %ombustíveis o,igenados geram menos (uantidade de calor● 4m suma& ; indese[$vel e desvanta[osa a presença desse elemento na constituição combustíveis.% h K7 %K7 h J2 :cal "reação completa#%K h j K7 %K7 h FJ&J :cal

%H2 h 7 K7 %K7 h 7 H7K h 788 :cal%H2K h > 7 K7 v %K7 h 7 H7K h F8 :calAdmite-se (ue o o,ig^nio presente em um combustível& anule por o,idação parcia pre!erencialmente o 0idrog^nio em lugar do carbono ou como se a parte do % e do H7 do

combustível tivesse sido (ueimada previamente pelo K7 de constituição



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R$%?@$' 3$ o( )' 7o/ *! ro B*!o● K nitrog^nio apresenta grande in;rcia (uímica& caracteri ada por uma bai,a tend^n

de combinação& inclusive nos processos usuais de combustão● K nitrog^nio presente num combustível não se o,ida durante o processo de combustão

assim& em nada contribui para a geração de calor● 4ntretanto o nitrog^nio como uma esp;cie material possui massa& e sua presença

combustível aumenta a massa total do mesmo● K 1oder %alorí!ico de um combustível ; a relação entre a (uantidade de calor gerado e

unidade de massa "ou de volume# do combustível (ueimada'

● %onclui-se (ue a presença deste elemento contribui apenas para o aumento da massa "de volume#& ; desvanta[osa& pois acarreta uma diminuição do 1oder %alorí!ico docombustível.

PC = Qgerado

massa (volume)queimado



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R$%?@$' 3$ o( )' 7o/ $* ofr$*urante uma combustão& o en,o!re presente em um combustível& se o,ida de acordo comas reações'E h K7 EK 7 h L7 :calE h > 7 K7 EK > h 8C&C :cal●

4ntão& sob o aspecto energ;tico& não 0$ dYvida (ue a presença de en,o!re apreseinteresse& por;m& paralelamente& 0$ um aspecto altamente negativo (ue anulavantagem e torna a presença desse elemento inconveniente. Eão os produtos da so,idação

● +anto o EK7 como o EK> são substâncias e,tremamente t),icas e corrosivas&constituindo-se em poderosos agentes poluentes

● @esmo sob condições !avor$veis de umidade do ar e,terno o EK7 reage com a $gua presente nos produtos da combustão& !ormando o $cido sul!uroso "H7EK>#. K EK> d$origem ao $cido sul!Yrico "H7EK2#.

EK7 h H7K H 7EK> EK

> h H

7K H

7EK

2



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R$%?@$' 3$ o( )' 7o/ f 'foro● K !)s!oro presente no combustível se o,ida de acordo com a reação'

12 h C K7 1 2K 8 h >F8 :cal

● K produto !ormado em contato com a umidade do ar e,terno& !orma o $ci!os!)rico "H>182# (ue sendo corrosivo& torna indese[$vel a presença de !)s!ono combustível.

12K 8 h F H7K 2 H>1K2



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%$lculo das !rações do elementos combustíveis n processo de combustão

D$3)?@$' , for()"%?@$' $ $ $r > !o'

Co( )' >#$!'



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Assim& deve-se subtrair da (uantidade total de 0idrog^nio a parcela [$ (ueimac0amando de'

%onvenção'● H+ "0idrog^nio total# a (uantidade total de 0idrog^nio presente no combustível● H% "0idrog^nio combinado# a parcela o,idada pelo o,ig^nio do combustível e● H6 "0idrog^nio livre# a (uantidade de 0idrog^nio Ytil para o processo de combustão.

A (uantidade de 0idrog^nio de um combustível pode ser representado por'

● K c$lculo das (uantidades de 0idrog^nio livre e combinado num combustível ; !ei pela !)rmula e na reação da $gua (ue ; produto !ormado na o,idação do 0idrog^nio.

H T = H C + H L

Co( )' >#$!'



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@ol "(uantidade de mat;ria#'

● 1or de!inição ; (uantidade de mat;ria de um sistema (ue cont;m tantas entidadeelementares "partículas T $tomos& mol;culas& íons& el;trons entre outras par(uantos $tomos e,istentes em um elemento (uímico.

Knde m ; a massa em gramas e @.@ ; a massa molar em g mol.@assa molar do' H7 T 7 K7 T>7 TU %te

E T >7

H7K T

n= m[g ] M . M .[g/mol]

Co( )' >#$!'



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Assim para e!eito de geração de calor na combustão& considera-se (ue cada $tomo deO presente na !)rmula do combustível anule 7 $tomos deH& então a relação !ica'

E( (%''%/

1ela reação' H7 h j K 7 H 7K1ode-se observar (ue 7g de 0idrog^nio combinado com Fg de o,ig^nio& desta !orma'( O1 a massa de o,ig^nio presente no combustível( H1 C a massa de 0idrog^nio combinado( H1 L a massa de 0idrog^nio livre "Ytil para o processo#

( H1 T a massa de 0idrog^nio total.

Co( )' >#$!'

1odem ser dedu idas as seguintes relações'

7g H7 FgK7

mH7 % mK7

assim' mH7 %T mK7 & como H+ T H%hH6 & então'

mH7 6

T mH7 +

mK7



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Co( )' >#$!' E( J)%* !3%3$ 3$ (% 9r!%/

1ela reação analisada pode-se concluir tamb;m (ue mol de 0idrog^nioreage com 8&Cmol de o,ig^nio. Assim& c0amando-se de*O1 a (uantidade de mat;ria de o,ig^nio presente no combustível*H1 C a (uantidade de mat;ria de 0idrog^nio combinado*H1 L a (uantidade de mat;ria de 0idrog^nio livre "Ytil para o processo#*H1 T a (uantidade de mat;ria de 0idrog^nio total.

As seguintes relações podem ser escritas'

mol H7 8&C mol K7*H1 C *O1 assim'*H1 C T 7*O1

%omo' H6 T H

+ H

% *H1 L T *H1 T 7*O1



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I@1K9+AN+4' %omo cada $tomo de K,ig^nio anula "reage# com dois $tomode Hidrog^nio do pr)prio combustível "combinado# e o 0idrog^nio restante (ueconsiderado Ytil para o processo de combustão "livre#& para o c$lculo(uantidade de $gua& pode-se di er (ue'

HL o Hidrog^nio livre produ ir$ nos !umos& a $gua !ormada

HC o Hidrog^nio combinado produ ir$ nos !umos& a $gua combinada

HT o Hidrog^nio total produ ir$ $gua total presente nos !umos

"se o combustível possui $gua na !orma de umidade& tamb;m deve considerada#

Co( )' >#$!'

H7 h j K 7 H 7K

5 (o" 5 (o"



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EWEMPLO/

Co( )' >#$"H1 H1 "!#r$H

1 o( !*%3o

CSO1

$Co( )r$* $Ar N1 X

O1 15X

=)(o'

H1O Co( !*%3o=or(%3oCO1SO1$

Co( )' >#$!'

CÂMARA DECOM


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EWEMPLO DE C;LCULO – p$gs. 2F e 2L

Om combustível apresenta composição abai,o em 888gr'

1ara :g do combustível& pede-se calcular'

a# em (uantidade de mat;ria e em massa& as (uantidades de 0idrog^nio livre0idrog^nio combinado b# as massas de $gua !ormada& combinada e total nos !umos da combustãoc# a massa de $gua do combustíveld# a massa do combustível capa de gerar calor.

Co( )' >#$!'

%arbono Hidrogênio Oxigênio Enxofre Umidade cinza

720 70 80 48 38 44



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R$'o")?7o/Mase de c$lculo' 888g do combustível*e acordo com a base de c$lculo& o combustível possui'

4 3$ -!3ro B*!o *H1 ] 401 ] 6 (o"'4 3$ o ! B*!o *O1 ] 40 1 ] 1,6 (o"'

a# (uantidades de 0idrog^nio'*H1 LIVRE] nH7 +K+A6 5 7nK7 T >C 5 77 7&C T >8 mols

*H1 COM


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b# c$lculo das (uantidades de $gua1ara calcular as massas de $gua& leva-se em conta (ue'K 0idrog^nio livre produ ir$ os !umos& a $gua !ormadaK 0idrog^nio combinado produ ir$ nos !umos& a $gua combinadaK 0idrog^nio total produ ir$ $gua total presente nos !umos"se o combustível possui $gua na !orma de umidade& como neste caso& sua (uantidade tamb;m considerada#.

1ela reação de !ormação da $gua& conclui-se (ue um mol de H7 gera um mol de $gua.

Assim'*H1O =ORMADA ] nH7 6I 94 T >8 mols*H1O COM87 T C28 g( H1O COM TFF g

H7 h j K 7 H 7K5 (o" 5 (o"



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( H1O COM T 7 g

c# a massa de $gua do combustível

d# a massa do combustível capa de gerar calor

( %&%F 3$ $r%r %"or ] m% h mH 6ivrehmE

( %&%F 3$ $r%r %"or ] L78 h F8 h 2 ] 1



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NP5

T%r$f%'

TP 45 – &á ' 1 % 1TP 4 – &á ' 1 $ 164

TP 46 – &á ' 16 $ 16E* r$ %r/ % 9 )( 3!% %* $' 3%

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