Como medir a massa do GNV no reservatório?
26 de outubro, 2020 às 20:01 | Postado em Gás e vapor, Termologia, termodinâmica
Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/Olá. Estou com uma idéia de realizar um medidor de gnv. Saber a real quantidade de gnv que tem dentro do cilindro do meu carro. Vou ter através de sensores, dois dados, pressão do cilindro e temperatura(medido no corpo do cilindro). Com esses dados eu consigo estimar a quantidade de gnv que possui em minha botija?
Tenho dados de massa específica e densidade. Qual equação usaria para saber massa de gnv? Obrigado desde já
A densidade de um gás depende da sua composição química, da pressão e da temperatura.
As informações sobre as densidades do GNV (são diversas pois a composição do GNV é variável) encontradas na internet (por exemplo, IBAMETRO) valem para a pressão de 1atm e na temperatura de 20°C. Portanto estes valores de densidade não valem para o GNV pressurizado no tanque ou cilindro.
Como a composição do GNV é variável (conforme se infere das diversas densidades fornecidas na tabela do IBAMETRO), nas mesmas condições de pressão e temperatura dois reservatórios com o mesmo volume podem apresentar diferentes massas de GNV dependendo da origem do gás. Esta diferença pode chegar a cerca de 10%.
Com um sensor de pressão (e de temperatura) no reservatório não podes conhecer com exatidão a massa de GNV presente. Entretanto, para uma avaliação grosseira podes ter uma informação relevante sobre a quantidade aproximada do gás estocado. A grosso modo, a massa estocada é proporcional à pressão se a temperatura é constante.
Um cálculo grosseiro, usando a Equação Geral de Estado do Gás Ideal ou Equação de Clapeyron (que é violada em pressões tão altas quanto aquelas encontradas nos reservatórios de GNV), para a massa M de GNV no reservatório em quilogramas, é dada por
onde T é temperatura em graus célsius, p é a pressão em bar e V em litros é o volume do reservatório. Importante notar que o volume do reservatório não deve ser confundido com sua capacidade nominal. Por exemplo, um reservatório com capacidade nominal de 8 metros cúbicos tem volume aproximado de 38 litros segundo o INMETRO.
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“Docendo discimus.” (Sêneca)
Boa noite Professor. Como aprofundamento, eu aconselharia o autor da pergunta a utilizar a equação de estado para gases reais de Peng-Robinson ou Soave-Redlich-Kwong para estimar a massa de gás no reservatório. Pode-se encontrar com facilidade os parâmetros para o metano, e elas já consideram os efeitos da alta pressão.
O melhor talvez seja calcular através do diagrama de compressibilidade, que dá bons resultados sem precisar de cálculos muito sofisticados. É possível encontrar o diagrama de compressibilidade em qualquer livro de Termodinâmica. Se quiser podemos agendar um horário e fazer um exemplo do cálculo. Para isso eu precisaria da pressão (manométrica ou absoluta), temperatura e volume do cilindro.
Olá Luizildo
Somente agora vi sua mensagem.
vou procurar me aprofundar mais nesse diagrama.
Se puder me auxiliar com um exemplo como disse, tenho dados de pressão e temperatura em volume (200Bar, temperatura de 25°C, 61,2L )
Segue meu email se quiser me contactar por la´
Obrigado desde já
Professor, o gnv aquecido , como qualquer outro fluido ele irá se expandir, essa expansão pode fazer que eu tenha mais economia qnd o gnv estiver indo pra câmera de combustão? Pois ele vem do cilindro até o redutor em um certo volume, aquecendo ele no redutor esse volume aumentaria, então pode se dizer que eu teria mais gnv pra combustão?
Aquecendo e possibilitando que o volume aumente não aumentarás a massa de GNV. O que interessa mesmo para a combustão no motor não é o volume mas a massa de GNV que participa da mistura com o ar.