Desenvolvimento de dispositivo automático para determinação do índice de combustão de briquetes
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Data
2020-02-19
Autores
Spadim, Emanuel Rangel [UNESP]
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
Este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento dos briquetes durante a queima, considerando a possibilidade de se aprimorar o índice de combustão de briquetes de biomassa (aqui denominado ICOMa) com o uso de um aplicativo de computador, de forma que esta nova proposta fosse mais sensível às variações dos dados que o ICOM (já existente na literatura), bem como determinar sua taxa de perda de massa em função do tempo de queima. Com esta nova proposta, também era esperado que se percebesse uma correlação entre o ICOMa e o poder calorífico superior da biomassa ensaiada, possibilitando estimar esta grandeza, ainda que de forma aproximada, sem o uso de uma bomba calorimétrica. A fabricação do dispositivo para obtenção do ICOMa foi baseada em trabalhos prévios obtidos na literatura, usando uma balança com porta de comunicação em protocolo RS 232, um termopar tipo K para medição da temperatura e um dispositivo para aquisição automática dos dados, feita por um aplicativo computacional também desenvolvido neste trabalho. Os briquetes usados nos ensaios foram de casca de algodão, toco de eucalipto, bagaço de cana-de-açúcar e madeira de pinus, e foram produzidos especificamente para a determinação do ICOMa. O aplicativo atendeu às necessidades do ensaio para obtenção das variáveis relacionadas aos índices de combustão. O ICOMa foi mais sensível que o ICOM na observação da relação entre consumo de massa e geração de calor, e permitiu observar diferenças estatisticamente significativas entre materiais com diferentes curvas de temperatura, diferentemente do ICOM. O maior ICOMa foi de 0,97 e o menor de 0,75 Khg-1, enquanto os ICOM foram de 0,55 e 0,43, respectivamente. A maior correlação de Pearson observada para o ICOMa deu-se com o tempo até se atingir a temperatura máxima. O ICOMa não apresentou correlação com o poder calorífico superior do material e o ICOM não apresentou correlação com nenhuma das variáveis observadas.
This work aimed to evaluate the behavior of briquettes during burning, considering the possibility of improving the combustion index of biomass briquettes (here called ICOMa) using a software, so that this new proposal to be more sensitive to data variations than ICOM (already existing in the literature), as well as to determine its mass loss rate as a function of burning time. It was also expected with this new proposal, that a correlation between the ICOMa and the higher heating value of the tested biomass could be perceived, making it possible to estimate this magnitude, albeit approximately, without the use of a bomb calorimeter. The manufacture of the device for obtaining the ICOMa was based on previous work obtained in the literature, using a RS 232 communication port scale, a type K thermocouple for temperature measurement, and a device for automatic data acquisition by a computational application, this one developed in this work. The briquettes used in the tests were cotton bark, eucalyptus stump, sugarcane bagasse, and pinewood, and produced specially for the determination of ICOMa. The computational application met the needs of the test to obtain the variables related to the combustion indexes. The ICOMa was more sensitive than the ICOM in observing the relationship between the mass consumption and heat generation, and show a statistical difference between different temperature curves of the materials, unlike the ICOM. The biggest ICOMa found was 0.97 K.h.g-1, and the smallest was 0.75 K.h.g-1 , while the ICOM index was 0.55 and 0.43, respectively. The higher Pearson correlation observed happened between ICOMa and the time until reaching the maximum temperature. The ICOMa did not correlate to the higher heating value, and the ICOM did not correlate to any of the tested variables.
This work aimed to evaluate the behavior of briquettes during burning, considering the possibility of improving the combustion index of biomass briquettes (here called ICOMa) using a software, so that this new proposal to be more sensitive to data variations than ICOM (already existing in the literature), as well as to determine its mass loss rate as a function of burning time. It was also expected with this new proposal, that a correlation between the ICOMa and the higher heating value of the tested biomass could be perceived, making it possible to estimate this magnitude, albeit approximately, without the use of a bomb calorimeter. The manufacture of the device for obtaining the ICOMa was based on previous work obtained in the literature, using a RS 232 communication port scale, a type K thermocouple for temperature measurement, and a device for automatic data acquisition by a computational application, this one developed in this work. The briquettes used in the tests were cotton bark, eucalyptus stump, sugarcane bagasse, and pinewood, and produced specially for the determination of ICOMa. The computational application met the needs of the test to obtain the variables related to the combustion indexes. The ICOMa was more sensitive than the ICOM in observing the relationship between the mass consumption and heat generation, and show a statistical difference between different temperature curves of the materials, unlike the ICOM. The biggest ICOMa found was 0.97 K.h.g-1, and the smallest was 0.75 K.h.g-1 , while the ICOM index was 0.55 and 0.43, respectively. The higher Pearson correlation observed happened between ICOMa and the time until reaching the maximum temperature. The ICOMa did not correlate to the higher heating value, and the ICOM did not correlate to any of the tested variables.
Descrição
Palavras-chave
Aquisição de dados, Biomassa, Poder calorífico, Taxa de queima, Data acquisition, Biomass, Higher heating value, Burning rate