Gás Natural NBR Cálculo de propriedades físicoquímicas a partir da composição

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1 Gás atural BR 53 Cálculo de propriedades físicoquímicas a partir da composição Devido à sinergia com a normatização no tema ora abordado, segue a íntegra do primeiro projeto de revisão da norma brasileira ABT BR-53 elaborado pela Comissão de Estudos de Laboratório CE-03.0 da ABT/ CB-09 (Comitê Brasileiro de ormas de Combustíveis), visando elaborar a norma ABT BR 53:008. Este projeto de norma esta baseado nas normas internacionais ISO Gás natural e outros combustíveis gasosos - Cálculo do poder calorífico, densidade absoluta, densidade relativa e índice de Wobbe a partir da composição. Calculation of calorific values, density, relative density and Wobbe index of combustible gases from composition Palavras-chave: Poder calorífico. Combustíveis gasosos. Densidade. Descriptors: Calorific values. Combustible gases. Density. APRESETAÇÃO ) Este º Projeto de Revisão foi elaborado pela CE-09: Laboratório - do ABT/CB-09 - Comitê Brasileiro de Gases Combustíveis, nas reuniões de: 9/06/007 04/09/007 05/09/007 30/07/008 ) ão tem valor normativo. Prefácio Escopo Referência ormativa 3 Resumo do Método 4 Significado e Uso 5 Definições 6 Procedimento 7 Exatidão

2 AEXOS Anexo A Símbolos e Unidades Anexo B Tabelas das constantes físico-químicas Anexo C Valores das constantes auxiliares Anexo D Análise de gás natural e exemplo de cálculo Anexo E Derivação das equações relacionadas a precisão Anexo F Sistema de unidades Anexo G Efeitos do vapor d água sobre o poder calorífico Anexo H Fatores de conversão aproximados entre estados de referência Anexo I Conversão de frações volumétricas para frações molares Prefácio A Associação Brasileira de ormas Técnicas (ABT) é o Foro acional de ormalização. As ormas Brasileiras, cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABT/CB), dos Organismos de ormalização Setorial (ABT/OS) e das Comissões de Estudo Especiais (ABT/CEE), são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratórios e outros). Os Documentos Técnicos ABT são elaborados conforme as regras das Diretivas ABT, Parte. A Associação Brasileira de ormas Técnicas (ABT) chama atenção para a possibilidade de que alguns dos elementos deste documento podem ser objetos de direito de patente. A ABT não deve ser considerada responsável pela identificação de quaisquer direitos de patentes. A ABT BR 53 foi elaborada no Comitê Brasileiro de ormas Técnicas (ABT/CB-09), pela Comissão de Estudo de Laboratório Recipientes (CE 09:03.0). O seu º Projeto de revisão circulou em Consulta acional conforme Edital nº 0 de Escopo Este documento fixa os requisitos exigíveis para calcular o poder calorífico, a densidade absoluta, a densidade relativa e o índice de Wobbe do gás natural e outros combustíveis gasosos, em várias condições de referência.

3 7. Referências ormativas Os documentos relacionados a seguir são indispensáveis à aplicação deste documento. Para referências datadas, aplicam-se somente as edições citadas. Para referências não datadas, aplicam-se as edições mais recentes do referido documento (incluindo emendas). ABT BR 9:99, Representação de unidades SI e outros em sistemas de processamento de informações com limitações de caracteres; ABT BR 538:99, Grandezas e unidades de termodinâmica; ABT BR 4903:00, Gás natural Determinação da composição por cromatografia em fase gasosa; BR ISO 000:006, Unidades SI e recomendações para uso de seus multiplos e de algumas outras unidades; ISO :007, Quantities and units Part 5: Thermodynamics; ISO 6974 (partes a 6), atural gas Determination of composition with defined uncertainty by gas chromatography; ISO 6976:995, atural gas calculation of calorific values, density, relative density and Wobbe index from composition; ISO 3 (part to 3):006, atural gas Calculation of compression factor; SI0: American ational Standard for use of the international system of units (SI): the modern metric system; ASTM D3588:003, Standard practice for calculating heat value, compressibility factor, and relative density of gaseous fuels; ASTM D945:003, Standard test method for analysis of natural gas by gas chromatography. 7.3 Resumo do Método Este documento especifica um método para cálculo do poder calorífico, densidade absoluta, densidade relativa e índice de Wobbe do gás natural seco e outros combustíveis gasosos, a partir da composição molar do gás obtida por cromatografia em fase gasosa (ASTM D 945, ISO 6974 e ABT BR 4903).

4 7.4 Significado e Uso Esta orma permite o cálculo das propriedades de misturas gasosas em condições métricas usuais de referência. O cálculo requer valores das diversas propriedades físicas dos componentes puros. Estes valores são fornecidos nas Tabelas B. a B.5. Os procedimentos para o cálculo destas propriedades nas bases mássica, molar ou volumétrica são aplicáveis a misturas gasosas combustíveis (ver nota ). Para o cálculo dos valores das propriedades em base volumétrica, os procedimentos são restritos a gases combustíveis constituídos preponderantemente de metano, ou seja, com concentração superior ou igual a 50 % mol/mol. Esta orma apresenta um procedimento para a estimativa de exatidão das propriedades calculadas, bem como seus símbolos e unidades (ver Anexo A). OTA: ão mais que % podem ser reportados como grupo de componentes, tais como butanos, pentanos e hexanos, ou seja, reportar no mínimo 98 % da amostra como componentes individuais. Os Anexos G, M e I apresentam, respectivamente, informações sobre o efeito do vapor d' água sobre o poder calorífico, os fatores de conversão aproximados entre estados de referência e a conversão de frações volumétricas para frações molares. 7.5 Termos para definição Para os efeitos desta orma, aplicam-se os seguintes termos e definições: Poder calorífico superior: quantidade de energia liberada na forma de calor, na combustão completa de uma quantidade definida de gás com o ar, à pressão constante e com todos os produtos de combustão retornando à temperatura e pressão iniciais dos reagentes, onde toda a água formada pela reação encontra-se na forma líquida. Poder calorífico inferior: quantidade de energia liberada na forma de calor, na combustão completa de uma quantidade definida de gás com o ar, à pressão constante e com todos os produtos de combustão retornando à temperatura e pressão iniciais dos reagentes, onde toda a água formada pela reação encontra-se na forma gasosa. Densidade absoluta: quantidade de massa por unidade de volume do gás a uma dada pressão e temperatura. Densidade relativa: relação entre a densidade absoluta de um gás e a densidade absoluta do ar seco com composição padronizada (ver anexo C), nas mesmas condições de temperatura e pressão.

5 Índice de Wobbe: quociente entre o poder calorífico superior e a raiz quadrada da densidade relativa sob as mesmas condições de temperatura e pressão. Gás ideal: gás ideal é aquele que obedece à lei dos gases ideais, de acordo com a equação : ( K ) p M = ρ R T () onde: p é a pressão absoluta, expressa em quilopascals (kpa); M é a massa molar, expressa em kg.kmol - (ver Tabela B.); ρ é a densidade absoluta, expressa em quilogramas por metro cúbico (kg.m - ³); R é a constante molar dos gases, expressa em joules por mol Kelvin (J.mol -.K - ); T (K) é a temperatura absoluta, expressa em Kelvin (K). Gás real: aquele que não obedece à lei dos gases ideais. Para gases reais, a equação deve ser reescrita de acordo com a equação : p Vm = Z, () ( T p) R T ( K ) onde: p é a pressão absoluta, expressa em quilopascals (kpa); V m é o volume molar, expresso em metros cúbicos por mol (m³.mol-); Z é o fator de compressibilidade; R é a constante molar dos gases, expressa em joules mol graus Kelvin (J.mol-.K- ); T (K) é a temperatura absoluta, expressa em Kelvin (K). Fator de compressibilidade: volume real de uma dada massa de gás, a uma dada temperatura e pressão, dividida pelo seu volume, nas mesmas condições, calculado a partir da equação do gás ideal. Condições de referência para combustão: temperatura (T) e pressão (p) de referência que servem de base para a determinação do poder calorífico (ver nota). Condição de referência para medição: temperatura (T) e pressão (p) de referência que servem de base para a determinação do volume do gás combustível (ver nota).

6 OTA: Seguir as exigências contidas nas portarias regulamentadoras vigentes para as condições de referência. o caso de haver necessidade de conversão entre condições de referência, ver Anexo H. 7.6 Procedimento Determinar a composição molar do gás, em base seca, de acordo com as ABT BR 4903, ASTM D-945 ou ISO-6974, incluindo todos os componentes em quantidades maiores ou iguais a 0, % mol/mol em termos de componentes ou grupos de componentes, como listado no Anexo D. o caso da composição da mistura de referência ser expressa em fração volumétrica, a conversão para fração molar pode ser realizada conforme o Anexo I Cálculos Fator de compressibilidade O fator de compressibilidade pode ser calculado pela seguinte equação (ver nota): Z ( ) x b ( T, p) = j j j= (3) onde: Z(T,p) é o fator de compressibilidade do gás, nas condições de referência de temperatura e pressão; xj é a fração molar do componente j; é o número total de componentes; b j é o fator de adição do componente j (ver Tabela B.). OTA: O fator de compressibilidade também pode ser calculado através da equação AGA8-9DC conforme descrito na ISO 3-:006. Poder calorífico para gás ideal em base molar O poder calorífico superior e inferior para uma mistura de gases ideais em base molar na temperatura T (ver nota ) é calculado pela seguinte equação: PC = j= x j PC j (4)

7 onde: PC PC j é o poder calorífico, superior ou inferior, em base molar; é o poder calorífico, superior ou inferior, em base molar do componente j; xj é a fração molar do componente j. Os valores do poder calorífico para diversas temperaturas de referência são dados na Tabela B.3 (ver nota). OTA: Os valores do poder calorífico de cada componente para gases ideais são independentes da pressão. Assim, a pressão de referência de combustão p é omitida na nomenclatura adotada. Poder calorífico para gás real em base molar Para os efeitos desta orma, o poder calorífico para gases reais é numericamente igual ao poder calorífico correspondente para gases ideais. Poder calorífico para gás ideal em base mássica O poder calorífico superior e inferior para uma mistura de gases ideais em base mássica na temperatura T (ver nota ) é calculado pela seguinte equação: ^ PC = j= x j M j M ^ PC j (5) onde: ^ PC é o poder calorífico, superior ou inferior, ideal em base mássica; ^ PCj é o poder calorífico, superior ou inferior, em base mássica do componente j; xj é a fração molar do componente j; M é a massa molar da mistura, calculada pela equação 6; Mj é a massa molar do componente j (ver Tabela B.).

8 M = x j j= M j (6) Poder calorífico para gás real em base mássica Para os efeitos desta orma o poder calorífico para gases reais é numericamente igual ao poder calorífico correspondente para gases ideais. Poder calorífico para gás ideal em base volumétrica O poder calorífico superior e inferior para uma mistura de gases ideais em base volumétrica na temperatura de combustão T, medido na temperatura T e pressão p, é calculado pela seguinte equação: ~ PC i[ T K ), V ( T ( K ), p )] = PC ( i[ T ( K )] p R T ( K ) (7) onde: ~ PC i é o poder calorífico, superior ou inferior, do gás ideal em base volumétrica na temperatura de combustão T, medido na temperatura T e pressão p; PC i é o poder calorífico, superior ou inferior, do gás ideal em base molar (ver Tabela B.3); p é a pressão na condição de medição; T(K) é a temperatura absoluta na condição de medição; R é a constante molar dos gases. O uso da equação 7 representa o método definitivo para cálculo do alternativo utiliza a seguinte equação: ~ PC. Um método ~ PC [ T( K ), V ( T, p )] = j PC j[ T, V ( T, p )] i x j= ~ ( K ) (8) onde: ~ PC i é o poder calorífico, inferior ou superior, ideal em base volumétrica;

9 ~ PC j; p j é o poder calorífico, inferior ou superior, em base volumétrica do componente é a pressão na condição de medição; xj é a fração molar do componente j; T(K) é a temperatura absoluta na condição de medição. PC ~ Os valores de j para diversas condições de referência de combustão e medição constam na Tabela B.5. Os valores obtidos por ambos os métodos devem ser concordantes na faixa de 0,0 MJ.m-3. Poder calorífico para gás real em base volumétrica Para os efeitos desta orma, o poder calorífico, superior ou inferior, do gás real em base volumétrica é calculado pela seguinte equação: ~ PC [ T( K ),V( T ( K ), p) ] ~ PC i[ T(K),V ( T(K),p )] = Z (T, p ) (9) onde: ~ PC é o poder calorífico, superior ou inferior, do gás real em base volumétrica; ~ PC i é o poder calorífico, superior ou inferior, do gás ideal em base volumétrica; Z(T,p) é o fator de compressibilidade do gás. Densidade relativa do gás ideal A densidade relativa do gás ideal é independente de qualquer estado de referência e é calculada pela seguinte equação: d = i x j j= M M j ar (0)

10 onde: di é a densidade relativa do gás ideal; é o número total de componentes; xj é a fração molar do componente j; Mj é a massa molar do componente j; Mar é a massa molar do ar de composição padrão (ver Tabela B.). a Tabela B. são apresentados os valores de massa molar de diversos componentes puros. a Tabela C. é apresentada a composição padrão do ar; o valor da massa molar do ar com composição padrão é 8,966 kg.kmol-. Densidade relativa do gás real A densidade relativa do gás real a uma dada temperatura e pressão é calculada pela seguinte equação: Z d ( T,p) = di Z ar(t,p) mis(t,p) () onde: d(t,p) é a densidade relativa do gás real; di é a densidade relativa do gás ideal; Zar(T,p) é o fator de compressibilidade do ar seco no estado de referência; Zmis(T,p) é o fator de compressibilidade do gás no estado de referência (ver 7..). O fator de compressibilidade da mistura Zmis(T,p) é calculado a partir da equação 5 (ver ota da seção 6..), utilizando valores do fator de adição para substâncias puras fornecidos na Tabela B.. O fator de compressibilidade do ar (Zar(T,p)) é dado em C.3 (ver ota da seção 6..), como:

11 Zar(73,5 K, 0,35 kpa) = 0,9994 Zar(88,5 K, 0,35 kpa) = 0,99958 Zar(93,5 K, 0,35 kpa) = 0,99963 Densidade absoluta do gás ideal A densidade absoluta do gás ideal depende de sua temperatura T e pressão p, e é calculada pela seguinte equação: ρ = ( T, p) R T ( K ) i p ( x j M j ) j= () onde: ρ i(t,p) é a densidade absoluta do gás ideal; T (K) é a temperatura absoluta; R é a constante molar dos gases; xj é a fração molar do componente j; p Mj é a pressão absoluta; é a massa molar do componente j (ver Tabela B.). Densidade absoluta do gás real A densidade absoluta do gás real depende de sua temperatura T e pressão p, e é calculada pela seguinte equação: ρ ( p) = ρ i( T, p) T, Z mis, ( T p ) (3) onde: ρ (T,p) é a densidade absoluta do gás real; ρ i(t,p) é a densidade absoluta do gás ideal; Z mis(t,p) é o fator de compressibilidade do gás no estado de referência.

12 Índice de Wobbe do gás ideal O índice de Wobbe do gás ideal é calculado pela seguinte equação: W [ T ( K ) V ( T ( K ), p )] i, = ~ PCs [ T ( K ), V ( T ( K ), p )] i d i (4) onde: Wi é o índice de Wobbe do gás ideal; ~ PCsi é o poder calorífico superior do gás ideal em base volumétrica; di é a densidade relativa do gás ideal. Índice de Wobbe do gás real O índice de Wobbe do gás real é calculado pela seguinte equação: W = [ T ( K ), V ( T ( K ), p )] ~ PCs [ T ( K ), V ( T ( K ), p )] d ( T, p ) (5) onde: W é o índice de Wobbe do gás real; ~ PCs é o poder calorífico superior do gás real em base volumétrica; d( T, p ) é a densidade relativa do gás real. 7.7 Exatidão 7.7. Precisão Repetitividade e reprodutibilidade A precisão de uma propriedade física calculada representa os erros aleatórios nos procedimentos analíticos e pode ser expressa em termos de repetitividade e/ou reprodutibilidade, onde estes são definidos como em e

13 Repetitividade Grau de concordância entre os resultados de medições sucessivas de um mesmo mensurando, efetuadas nas mesmas condições de medição ou repetitividade, de modo a se encontrar uma probabilidade especificada. a ausência de outras indicações (por exemplo; histórico de resultados, banco de dados etc.), a probabilidade a ser adotada é de 95 %. Para que uma expressão de repetitividade seja válida, é necessário que as condições sejam especificadas. Estas podem incluir: mesmo procedimento de medição; mesmo observador; mesmo instrumento de medição utilizado nas mesmas condições; mesmo local e repetição em um curto intervalo de tempo. A repetitividade pode ser expressa quantitativamente em função das características da dispersão dos resultados Reprodutibilidade Grau de concordância entre os resultados de medições sucessivas de um mesmo mensurando, efetuadas sob condições variadas de medição, de modo a se encontrar uma probabilidade especificada. a ausência de outras indicações a probabilidade a ser adotada é de 95 %. Para que uma expressão de reprodutibilidade seja válida, é necessário que sejam especificadas em diferentes condições. Estas podem incluir: princípio de medição; método de medição; observador; instrumento de medição; padrão de referência; local; condições de utilização e intervalo de tempo. A reprodutibilidade pode ser expressa quantitativamente em função das características da dispersão dos resultados. Os resultados aqui se referem usualmente a resultados corrigidos. Os conceitos gerais de repetitividade e reprodutibilidade podem ser aplicados não somente às propriedades físicas calculadas a partir de análises de composição, mas também pela concentração de cada componente das quais as propriedades físicas são calculadas. Conseqüentemente, a repetitividade ou a reprodutibilidade pode ser obtida de uma das maneiras, como segue: a) através da substituição direta das propriedades físicas na seguinte equação: Y = n q= ( Yq A) n (6) onde: Y é a repetitividade ou reprodutibilidade de Y; Y q é o valor da propriedade física, a partir da q-ésima análise do gás; A é a média aritmética de n valores de Y.

14 b) através da combinação da concentração normalizada de cada componente (ver Anexo E). OTA: a prática, a equivalência de a) e b) está aberta à discussão. Isto porque a correlação estatística entre os métodos supõe que os valores analíticos repetidamente medidos estejam distribuídos na forma Gaussiana (normal) para a concentração de cada componente, bem como para o conjunto de valores de propriedades físicas calculadas. A experiência demonstrou que tais critérios normalmente não são satisfeitos, especialmente para pequenos conjuntos de dados e/ou conjuntos contendo valores distantes da média Estimativa da repetitividade Poder calorífico A repetitividade do poder calorífico (PC), com nível de confiança de 95 %, pode ser calculada a partir da equação 6, substituindo Y por PC, ou diretamente a partir dos dados analíticos, como descrito a seguir: a) quando todos os componentes, exceto o metano, são analisados, o valor da concentração deste pode ser calculado pela diferença. Assim, a repetitividade pode ser calculada pela seguinte equação: [ j i,j ] x (PC PC ) CH PC i, mis = j = 4 (7) onde: PC i,mis é a repetitividade do poder calorífico da mistura calculada em base molar ou volumétrica, nas condições ideais; x j é a repetitividade da fração molar do componente j da mistura de componentes; PC i,j é o poder calorífico do componente j, nas condições ideais; PC i,ch4 é o poder calorífico do metano, nas condições ideais. b) quando todos os componentes, incluindo o metano, são analisados, a repetitividade pode ser calculada pela seguinte equação: PC = j= * [ x ( PCi, j PC mis ] i, mis ) j (8)

15 onde: PC i,mis é a repetitividade do poder calorífico da mistura calculada em base molar ou volumétrica, nas condições ideais; x* j é a repetitividade da fração molar não normalizada, do componente j da mistura de componentes; PC i,j é o poder calorífico do componente j, nas condições ideais Densidade A repetitividade da densidade relativa ( d) e da densidade absoluta ( ρ) pode ser calculada a partir das seguintes equações, respectivamente: M d = Mar (9) onde: d é a repetitividade da densidade relativa; M é a repetitividade da massa molar média do gás; M ar é a massa molar do ar seco de composição padrão. M p ρ = R T(K) (0) onde: ρ M p R é a repetitividade da densidade absoluta; é a repetitividade da massa molar média M do gás; é a pressão absoluta; é a constante molar dos gases; T(K) é a temperatura absoluta. O cálculo da repetitividade da massa molar média do gás pode ser feito de duas maneiras: M = j= x j ( M M ) j CH4 ()

16 onde: M é a repetitividade da massa molar média M do gás; M j é a massa molar do componente j; x j é a repetitividade da fração molar do componente j da mistura de componentes; M CH4 é a massa molar do metano. M = j= [ x ( M M) ] j j () onde: M é a repetitividade da massa molar média M do gás; M j é a massa molar do componente j; x j é a repetitividade da fração molar do componente j da mistura de componentes; M é a massa molar do gás Índice de Wobbe A repetitividade do índice de Wobbe (W) pode ser calculada pela seguinte equação: W ~ PC d = W + ~ d PC (3) onde: W é a repetitividade do índice de Wobbe; W é o índice de Wobbe do gás; ~ PC é a repetitividade do poder calorífico, superior ou inferior, do gás real em base volumétrica;

17 ~ PC é o poder calorífico, superior ou inferior, do gás real em base volumétrica. Da mesma maneira que o poder calorífico, os valores de repetitividade M, d, ρ e W (ver ota) podem ser determinados pelo cálculo do desvio-padrão das propriedades físico-químicas de um conjunto de valores calculados pela equação 6, substituindo Y por M, d, ou W, de acordo com a definição de repetitividadedadaem OTA: A contribuição da repetitividade do fator de compressibilidade ( Z) é desprezível nos cálculos da repetitividade da densidade absoluta, da densidade relativa e do índice de Wobbe, nas condições reais Estimativa da reprodutibilidade Os valores de reprodutibilidade de PC, d, ρ e W podem ser calculados através das equações 7 a 3, contanto que x j e x* j nas equações 7, 8, e sejam agora identificados como a reprodutibilidade apropriada às frações molares xj. Os valores de reprodutibilidade também podem ser determinados a partir do cálculo de vezes o desvio-padrão da população de valores calculados de PC, d, ρ ou W, utilizando-se a equação 6, onde as análises das composições foram efetuadas em conformidade com a definição de reprodutibilidade dada em Expressão dos resultados O número de algarismos significativos que são fornecidos para o valor de cada propriedade deve refletir a exatidão esperada para o cálculo da propriedade em questão. Os resultados devem ser expressos no máximo com os algarismos significativos apresentados na tabela. Tabela Expressão dos resultados Propriedade úmero de algarismos Poder calorífico Em base molar 0,0 kj.mol- Poder calorífico Em base mássica 0,0 MJ.kg- Poder calorífico Em base volumétrica 0,0 MJ.m-3 Densidade relativa 0,000 Densidade absoluta 0,000 kg.m-3 Índice Wobbe 0,0 MJ.m-3 OTA: Para obter valores em outras unidades de medição, utilizar os fatores de conversão descritos no Anexo F.

18 Anexo A (normativo) Símbolos e Unidades SÍMBOLO SIGIFICADO UIDADE A Média aritmética b Coeficiente de desvio da lei dos gases (b = - Z) b Fator de adição B Segundo coeficiente virial m3.mol C Terceiro coeficiente virial m6.mol- cp Capacidade calorífica à pressão constante J.mol-.K- d Densidade relativa PC Poder calorífico em base molar kj.mol- ^ PC Poder calorífico em base mássica MJ.kg- ~ PC Poder calorífico em base volumétrica MJ.m-3 L Entalpia molar de vaporização da água kj.mol- M Massa molar kg.kmol- n úmero de determinações em um conjunto de valores - úmero de componentes na mistura - p Pressão (absoluta) kpa R Constante molar dos gases J.mol-.K- T( C) Temperatura C T(K) Temperatura absoluta K V Volume m3 W Índice de Wobbe MJ.m-3 x Fração molar - y Fração volumétrica - Y Propriedade genérica (ou não especificada) - Z Fator de compressibilidade - ρ Densidade absoluta kg.m-3 ν Coeficiente estequiométrico - ω Fator acêntrico - Subscritos c z i l j k m Valor no ponto crítico Identificador de um valor particular no conjunto Estado ideal dos gases Inferior Identificador do componente Identificador do componente Quantidade por mol

19 r Quantidade dividida pelo seu valor no ponto crítico s Saturação S Superior HO Vapor d água ar AR mis Mistura Estado de referência para a combustão Estado de referência para a medição Sobrescritos Valor não normalizado Prefixo Denota a repetitividade ou reprodutibilidade da propriedade física prefixada

20 Anexo B (normativo) Tabela das constantes físico-químicas Tabela Massa molar para os componentes dos gases combustíveis. Componente M (kg.kmol - ) Componente M (kg.kmol - ) Metano 6,043 Metilciclopentano 84,6 Etano 30,070 Etilciclopentano 98,88 Propano 44,097 Ciclo-hexano 84,6 n-butano 58,3 Metilciclo-hexano 98,88 -Metilpropano 58,3 Etilciclo-hexano,5 n-pentano 7,50 Benzeno 78,4 -Metilbutano 7,50 Tolueno 9,4,-Dimetilpropano 7,50 Etilbenzeno 06,67 n-hexano 86,77 o-xileno 06,67 -Metilpentano 86,77 Metanol 3,04 3-Metilpentano 86,77 Metanotiol 48,09,-Dimetilbutano 86,77 Hidrogênio,059,3-Dimetilbutano 86,77 Água 8,053 n-heptano 00,04 Sulfeto de hidrogênio 34,08 n-octano 4,3 Amônia 7,0306 n-onano 8,58 Cianeto de hidrogênio 7,06 n-decano 4,85 Monóxido de carbono 8,00 Eteno 8,054 Sulfeto de carbonila 60,076 Propeno 4,08 Dissulfeto de carbono 76,43 -Buteno 56,08 Hélio 4,006 cis--buteno 56,08 eônio 0,797 trans--buteno 56,08 Argônio 39,948 -Metil-Propeno 56,08 itrogênio 8,035 -Penteno 70,34 Oxigênio 3,9988 Propadieno 40,065 Dióxido de carbono 44,00,-Butadieno 54,09 Dióxido de enxofre 64,065,3-Butadieno 54,09 Monóxido de nitrogênio 44,09 Acetileno 6,038 Criptônio 83,80 Ciclopentano 70,34 Xenônio 3,9 AR 8,966 OTA: Os valores da massa molar são numericamente idênticos aos valores de massa molecular obtidos empregando as massas atômicas relativas para os principais elementos envolvidos, onde o número entre parênteses mostra a incerteza no último dígito: C =,0 () = 4,00674 (7) H =,00794 (7) S = 3,066 (6) O = 5,9994 (3)

21 Tabela Fatores de compressibilidade e de adição para componentes dos gases combustíveis sob diversas condições de medição de referência. Componente 0 C, 0,35 kpa 5 C, 0,35 kpa 0 C, 0,35 kpa Z b Metano 0,9976 0, , , ,998 0,043 6 Etano 0,9900 0,00 0 0,99 5 0,09 0,99 0 0,089 4 Propano 0,9789 0,45 3 0,98 0,33 8 0, ,8 8 n-butano 0,957 0,06 9 0, ,87 0,968 0,78 3 -Metil propano 0,958 0,04 9 0,968 0,78 9 0,97 0,70 3 n-pentano 0,98 0,86 4 0,937 0,5 0 0,945 0,34 5 Metil butano 0,937 0,5 0 0,948 0,8 0 0,953 0,6 8, Dimetil propano 0,943 0,38 7 0,955 0, 0,959 0,0 5 n-hexano 0,89 0,38 6 0,93 0,95 0 0,99 0,84 6 -Metil pentano 0,898 0,39 4 0,94 0,93 3 0,96 0,7 0 3-Metil pentano 0,898 0,39 4 0,97 0,88 0,98 0,68 3,-Dimetil butano 0,96 0,89 8 0,93 0,6 7 0,935 0,55 0,3-Dimetil butano 0,90 0, ,95 0,73 9 0,934 0,56 9 n-heptano 0,830 0,4 3 0,866 0,366 0,876 0,35 n-octano 0,74 0, ,80 0, ,87 0,47 8 n-onano 0,63 0,6 0,70 0, ,735 0,54 8 n-decano 0,434 0,75 3 0,584 0, ,63 0,64 0 Eteno 0,995 0, , , , ,077 5 Propeno 0,98 0,37 8 0,984 0,6 5 0,985 0, 5 -Buteno 0,965 0,87 0,970 0,73 0,97 0,67 3 cis--buteno 0,96 0,97 5 0,967 0,8 7 0,969 0,76 trans--buteno 0,96 0,97 5 0,968 0,78 9 0,969 0,76 -Metil propeno 0,965 0,87 0,97 0,70 3 0,97 0,67 3 -Penteno 0,938 0,49 0 0,949 0,5 8 0,95 0,9 Propadieno 0,980 0,4 4 0,983 0,30 4 0,984 0,6 5,-Butadieno 0,955 0, 0,963 0,9 4 0,965 0,87,3-Butadieno 0,966 0,84 4 0,97 0,70 3 0,973 0,64 3 Acetileno 0,99 0, ,993 0, ,993 0,083 7 Ciclopentano 0,935 0,55 0 0,947 0,30 0,950 0,3 6 Metilciclopentano 0,90 0,33 0 0,9 0,8 0,97 0,70 Etilciclopentano 0,84 0, ,876 0,35 0,885 0,339 Ciclohexano 0,897 0,30 9 0,98 0,86 4 0,94 0,75 7 Z b Z b

22 Componente Tabela B. (continuação) 0 C, 0,35 kpa 5 C, 0,35 kpa 0 C, 0,35 kpa Z b Metilciclo-hexano 0,855 0, ,886 0, ,894 0,35 6 Etilciclo-hexano 0,770 0, ,84 0,49 5 0,838 0,40 5 Benzeno 0,909 0,30 7 0,96 0,7 0 0,936 0,53 0 Tolueno 0,849 0, ,883 0,34 0,89 0,38 6 Etilbenzeno 0,764 0, ,83 0,40 7 0,837 0,403 7 o-xileno 0,737 0,5 8 0,804 0,44 7 0,8 0,43 Metanol 0,773 0, ,87 0, ,89 0,38 6 Metanotiol 0,97 0,67 3 0,977 0,5 7 0,978 0,48 3 Hidrogênio, ,004 0, ,004 8, ,005 Água 0,930 0,64 6 0,945 0,34 5 0,95 0,9 Sulfeto de hidrogênio 0,990 0,00 0 0,990 0,00 0 0,990 0,00 0 Amônia 0,985 0, 5 0,988 0,09 5 0,989 0,04 9 Cianeto de hidrogênio 0,887 0,336 0,9 0,96 6 0,90 0,8 8 Monóxido de carbono 0, ,06 5 0, ,0 4 0, ,00 0 Sulfeto de carbonila 0,985 0, 5 0,987 0,4 0 0,988 0,09 5 Dissulfeto de carbono 0,954 0,4 5 0,96 0,94 9 0,965 0,87 Hélio, ,000 6, ,000, ,000 0 eônio, ,000 6, ,000, ,000 0 Argônio 0,999 0 Z 0,03 6 0,999 0,08 3 0, ,06 5 itrogênio 0, ,0 4 0, ,07 3 0, ,07 3 Oxigênio 0, ,03 6 0,999 0,08 3 0, ,06 5 Dióxido de carbono 0, ,08 9 0, , , ,07 8 Dióxido de enxofre 0,976 0,54 9 0,979 0,44 9 0,9 80 Ar 0, , , b Z b 0,4 4 OTA: Para compostos contendo C e/ou S, a massa molar derivada foi arredondada na terceira casa decimal e, para os outros compostos, na quarta casa decimal. O valor para ar seco da composição padrão (ver Tabela B.) com quatro casas decimais é 8,966.

23 Tabela B.3 Valores de poder calorífico para componentes dos gases combustíveis a diferentes condições de referência de combustão para gás ideal em base molar. Poder calorífico ideal em base molar - PC (kj.mol - ) Componente 5 C 0 C 5 C 0 C Superior Inferior Superior Inferior Superior Inferior Superior Inferior Metano 890,63 80,60 89,09 80,65 89,56 80,69 89,97 80,8 Etano 560,69 48,64 56,4 48,74 56,4 48,84 564,34 49, Propano 9,7 043, 0,3 043,3,0 043,37 4,0 043,7 n-butano 877,40 657,3 878,57 657,45 879,76 657,60 883,8 658,45 -Metil propano 868,0 648, 869,38 648,6 870,58 648,4 874,0 648,83 n-pentano 3 535,77 3 7, ,7 3 7, ,60 3 7, ,89 3 7,45 -Metil butano 3 58, , ,4 3 64, , , , ,54,-Dimetil propano 3 54,6 3 50,5 3 56,0 3 50, , ,83 3 5,7 3 5,8 n-hexano 4 94, , , ,0 4 98, , 4 03, ,7 -Metil pentano 4 87, , 4 88, , , , , ,09 3-Metil pentano 4 89, ,79 4 9, , , 3 88,9 4 98,4 3 88,7,-Dimetil butano 4 77, ,4 4 79, , , , , ,3,3-Dimetil butano 4 85, ,7 4 86, , , , , , n-heptano 4 853, , ,9 4 50, ,8 4 50,7 4 86, ,8 n-octano 5 5,80 5 5, ,88 5 5, ,0 5 6, 5 5,40 5 6,73 n-onano 6 7, , , , 6 75,8 5 73,49 6 8,9 5 73,7 n-decano 6 89, , , , , ,4 6 84, ,88 Eteno 4,8 33,5 4,65 33,0 4, 33,4 43,5 33,36 Propeno 058,0 95,97 058,7 96,05 059,43 96,3 06,57 96,35 -Buteno 76,8 540,76 77,75 540,86 78,70 540,97 7,55 54,5 cis--buteno 70,00 533,90 7,00 534,0 7,90 534,0 74,90 534,60 trans--buteno 706,40 530,30 707,40 530,50 708,30 530,50 7,0 530,80 -Metil propeno 700,0 54,0 70,0 54,0 70,00 54,30 704,80 54,50 -Penteno 3 375,4 3 55, , , , , ,9 3 55,9 Propadieno 943, 855,08 943,53 855,08 943,96 855,09 945,5 855,0,-Butadieno 593,79 46,74 594,45 46,78 595, 46,8 597,3 46,9,3-Butadieno 540,77 408,7 54,43 408,76 54,0 408,80 544,3 408,9 Acetileno 30,05 57,03 30, 56,98 30,37 56,94 30,86 56,79 Ciclopentano 3 39, ,5 3 30, ,76 3 3,9 3 00, ,4 3 00,77 Metilciclopentano 3 969, , , , , , , ,60 Etilciclopentano 4 68, , ,9 4 30, , , ,7 4 3,75

24 Tabela B.3 (continuação) Componente Poder calorífico ideal em base molar PC (kj.mol - ) 5 C 0 C 5 C 0 C Superior Inferior Superior Inferior Superior Inferior Superior Inferior Ciclo-hexano 3 95, , , , , , , ,3 Metilciclo-hexano 4 600,64 4 9, ,35 4 9, , , , ,8 Etilciclo-hexano 5 63, ,9 5 64,98 4 9,9 5 66,95 4 9,49 5 7,88 4 9,9 Benzeno 3 30, , ,5 3 69, , , , ,8 Tolueno 3 947, , , , ,8 3 77, ,7 3 77,4 Etilbenzeno 4 607, , , , , , , ,77 o-xileno 4 596, , , , , , , ,80 Metanol 764,09 676,06 764,59 676,4 765,09 676, 766,59 676,44 Metanotiol 39,39 5,36 39,83 5,39 40,8 5,4 4,63 5,48 Hidrogênio 85,83 4,8 85,99 4,76 86,5 4,7 86,63 4,56 Água 44, ,4 0 44, ,074 0 Sulfeto de hidrogênio 56,0 57,99 56,9 57,97 56,38 57,95 56,94 57,87 Amônia 38,8 36,79 383,6 36,8 383,5 36,86 384,57 36,96 Cianeto de hidrogênio Monóxido de carbono Sulfeto de carbonila Dissulfeto de carbono 67,5 649,5 67,6 649,5 67,7 649,5 67,9 649,4 8,98 8,98 8,95 8,95 8,9 8,9 8,80 8,80 548,3 548,3 548,9 548,9 548,5 548,5 548,0 548,0 04,49 04,49 04,4 04,4 04,3 04,3 04,06 04,06

25 Tabela 4 Valores do poder calorífico para componentes dos gases combustíveis sob diferentes condições de referência de combustão para gás ideal em base mássica. Componente Poder calorífico ideal em base mássica - ^ PC (kj.kg - ) 5 C 0 C 5 C 0 C Superior Inferior Superior Inferior Superior Inferior Superior Inferior Metano 55,56 50,09 55,545 50,03 55,574 50,035 55,66 50,043 Etano 5,90 47,5 5,93 47,5 5,95 47,5 5,0 47,53 Propano 50,33 46,33 50,35 46,34 50,37 46,34 50,44 46,35 n-butano 49,5 45,7 49,53 45,7 49,55 45,7 49,6 45,74 -Metilpropano 49,35 45,56 49,37 45,56 49,39 45,57 49,45 45,57 n-pentano 49,0 45,35 49,03 45,35 49,04 45,35 49,0 45,36 -Metilbutano 48,9 45,5 48,93 45,5 48,95 45,5 49,0 45,6, Dimetilpropano 48,7 45,05 48,73 45,05 48,75 45,06 48,8 45,06 n-hexano 48,68 45,0 48,70 45,0 48,7 45, 48,77 45, -Metilpentano 48,59 45,0 48,6 45,0 48,63 45,0 48,69 45,0 3-Metilpentano 48,6 45,04 48,64 45,05 48,66 45,05 48,7 45,06, Dimetil butano 48,48 44,90 48,49 44,90 48,5 44,9 48,57 44,9,3 Dimetil butano 48,57 44,99 48,59 44,99 48,60 45,00 48,66 45,00 n-heptano 48,44 44,9 48,45 44,9 48,47 44,93 48,53 44,93 n-octano 48,5 44,78 48,7 44,79 48,9 44,79 48,34 44,79 n-onano 48, 44,68 48,3 44,69 48,5 44,69 48, 44,69 n-decano 48,00 44,60 48,0 44,60 48,04 44,60 48,09 44,6 Eteno 50,30 47,6 50,3 47,7 50,34 47,7 50,39 47,7 Propeno 48,9 45,77 48,9 45,77 48,94 45,77 48,99 45,78 -Buteno 48,4 45,8 48,44 45,9 48,46 45,9 48,5 45,9 cis--buteno 48,30 45,6 48,3 45,6 48,33 45,7 48,39 45,7 trans--buteno 48,4 45,0 48,5 45,0 48,7 45,0 48,3 45, -Metil propeno 48,3 44,99 48,4 44,99 48,6 44,99 48, 44,99 -Penteno 48,3 44,99 48,4 44,99 48,6 44,99 48, 45,00 Propadieno 48,50 46,30 48,5 46,30 48,5 46,30 48,55 46,30,-Butadieno 47,95 45,5 47,96 45,5 47,98 45,5 48,0 45,5,3-Butadieno 46,97 44,53 46,98 44,53 47,00 44,53 47,03 44,53 Acetileno 49,97 48,8 49,97 48,8 49,98 48,7 50,00 48,7 Ciclopentano 47,33 44,9 47,35 44,0 47,37 44,0 47,43 44, Metilciclopentano 47,6 44,03 47,8 44,03 47,0 44,03 47,5 44,04 Etilciclopentano 47,4 44,00 47,6 44,00 47,7 44,0 47,3 44,0

26 Tabela B.4 (continuação) Componente Poder calorífico ideal em base mássica ^ PC (kj.kg - ) 5 C 0 C 5 C 0 C Superior Inferior Superior Inferior Superior Inferior Superior Inferior Ciclo-hexano 46,97 43,83 46,99 43,83 47,0 43,84 47,06 43,85 Metilciclo-hexano 46,86 43,7 46,87 43,7 46,89 43,7 46,94 43,73 Etilciclo-hexano 46,90 43,76 46,9 43,77 46,94 43,77 46,99 43,78 Benzeno 4,6 40,57 4,7 40,58 4,8 40,58 4,3 40,58 Tolueno 4,85 40,94 4,86 40,94 4,87 40,94 4,90 40,94 Etilbenzeno 43,40 4,3 43,4 4,3 43,4 4,33 43,45 4,33 o-xileno 43,9 4, 43,30 4, 43,3 4, 43,35 4,3 Metanol 3,85,0 3,86,0 3,88,0 3,9, Metanotiol 5,76 3,93 5,77 3,93 5,78 3,93 5,8 3,93 Hidrogênio 4,79 9,95 4,87 9,93 4,95 9,9 4,9 9,83 Água,44 0,45 0,47 0,50 0 Sulfeto de hidrogênio 6,49 5,0 6,50 5,0 6,50 5,0 6,5 5,9 Amônia,48 8,60,50 8,60,5 8,6,58 8,6 Cianeto de hidrogênio Monóxido de carbono 4,85 4,03 4,85 4,03 4,85 4,03 4,86 4,03 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Sulfeto de carbonila 9,3 9,3 9, 9, 9, 9, 9, 9, Dissulfeto de carbono 4,5 4,5 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50

27 Tabela 5 Valores do poder calorífico para componentes dos gases combustíveis sob diferentes condições de referência de combustão e de medição para gás ideal em base volumétrica. Componente Poder calorífico ideal em base volumétrica ~ PC (MJ.m-3) 5/5 C 0/0 C 5/0 C 5/0 C 0/0 C 5/0 C Superior Inferior Superior Inferior Superior Inferior Superior Inferior Superior Inferior Superior Inferior Metano 37,706 33,948 39,840 35,88 39,777 35,8 39,735 35,808 37,044 33,367 37,04 33,365 Etano 66,07 60,43 69,79 63,76 69,69 63,75 69,63 63,74 64,9 59,39 64,88 59,39 Propano 93,94 86,4 99, 9,8 99,09 9,6 99,0 9,5 9,9 84,94 95,5 84,93 n-butano,79,40 8,66 8,6 8,48 8,57 8,37 8,56 9,66 0,47 9,6 0,47 -Metilpropano,40,0 8,3 8,8 8,07 8,6 7,96 8,5 9,8 0,09 9,3 0,08 n-pentano 49,66 38,38 58,07 46,00 57,87 45,98 57,75 45,96 47,04 36,0 46,99 36,0 -Metilbutano 49,36 38,09 57,76 45,69 57,57 45,67 57,44 45,66 46,76 35,7 46,70 35,7,-Dimetilpropano 48,76 37,49 57, 45,06 56,93 45,04 56,80 45,0 46,6 35,3 46, 35,3 n-hexano 77,55 64,40 87,53 73,45 87,30 73,43 87,6 73,4 74,46 6,59 74,39 6,58 -Metilpentano 77,3 64,08 87,9 73, 86,96 73,09 86,8 73,07 74,4 6,7 74,07 6,6 3-Metilpentano 77,34 64,9 87,30 73,3 87,08 73,0 86,93 73,9 74,5 6,38 74,8 6,37,-Dimetilbutano 76,8 63,66 86,75 7,67 86,53 7,65 86,38 7,63 73,73 60,86 73,66 60,86,3-Dimetilbutano 77,5 63,99 87,0 73,0 86,87 73,00 86,73 7,98 74,05 6,9 73,99 6,8 n-heptano 05,4 90,39 6,96 00,87 6,70 00,84 6,53 00,8 0,84 87,3 0,76 87, n-octano 33,8 6,37 46,38 8,8 46,0 8,5 45,9 8,3 9,,67 9,3,66 n-onano 6,9 4,40 75,85 55,74 75,53 55,7 75,3 55,69 56,64 38,5 56,54 38,4 n-decano 89,06 68,39 305,9 83,6 304,94 83,3 304,7 83, 84,03 63,80 83,9 63,79 Eteno 59,7 55,96 63,06 59,04 63,00 59,04 6,96 59,03 58,68 55,0 58,66 55,00 Propeno 87,0 8,46 9,98 85,94 9,88 85,93 9,8 85,93 85,58 80,07 85,55 80,06 -Buteno 4,98 07,46,4 3,38,9 3,36, 3,36,98 05,63,94 05,6 cis--buteno 4,69 07,8, 3,08 0,99 3,06 0,9 3,05,70 05,34,66 05,34 trans--buteno 4,54 07,0 0,96,9 0,83,90 0,75,89,55 05,9,5 05,9 -Metil propeno 4,7 06,76 0,67,63 0,55,6 0,47,6,9 04,93,5 04,93 -Penteno 4,85 33,46 50,86 40,80 50,70 40,79 50,59 40,77 40,37 3,8 40,3 3,7 Propadieno 8, 78,46 86,79 8,76 86,73 8,76 86,69 8,76 80,79 77, 80,78 77,,-Butadieno 09,75 04, 5,87 09,84 5,78 09,83 5,7 09,83 07,85 0,34 07,83 0,34,3-Butadieno 07,5 0,87 3,5 07,47 3,4 07,47 3,36 07,46 05,65 00,3 05,6 00,3 Acetileno 55,04 53,6 58,08 56,07 58,06 56,08 58,05 56,08 54,09 5,5 54,09 5,6 Ciclopentano 40,50 3, 48,40 38,34 48, 38,3 48,0 38,8 38,05 8,86 38,00 8,85 Metilciclopentano 68,00 56,73 77,43 65,37 77,3 65,34 77,0 65,3 65,08 54,04 65,0 54,03

28 Tabela 5 (continuação) Componente Poder calorífico ideal em base volumétrica ~ PC (MJ.m-3) 5/5 C 0/0 C 5/0 C 5/0 C 0/0 C 5/0 C Superior Inferior Superior Inferior Superior Inferior Superior Inferior Superior Inferior Superior Inferior Etilciclopentano 95,90 8,74 06,89 9,8 06,65 9,78 06,50 9,75 9,48 79,6 9,4 79,60 Ciclo-hexano 67,3 56,03 76,70 64,64 76,50 64,60 76,36 64,58 64,39 53,36 64,33 53,35 Metilciclo-hexano 94,7 8,56 05,64 9,57 05,4 9,53 05,6 9,5 9,3 78,45 9,5 78,44 Etilciclo-hexano,75 07,7 35,5 9,6 34,98 9,3 34,8 9,0 8,87 04,6 8,79 04,5 Benzeno 39,69 34,05 47,45 4,4 47,36 4,4 47,9 4,40 37,7 3,76 37,4 3,75 Tolueno 67,05 59,53 76,35 68,3 76, 68,9 76,3 68,8 64,6 56,80 64, 56,80 Etilbenzeno 94,95 85,55 05,8 95,76 05,65 95,74 05,55 95,73 9,57 8,38 9,5 8,37 o-xileno 94,49 85,09 05,3 95,7 05,7 95,6 05,06 95,4 9, 8,93 9,07 8,9 Metanol 3,36 8,60 34,0 30,8 34,3 30,7 34,09 30,6 3,78 8, 3,76 8,0 Metanotiol 5,45 48,70 55,40 5,37 55,33 5,37 55,30 5,37 5,54 47,86 5,5 47,86 Hidrogênio,0 0,3,788 0,777,767 0,784,75 0,788,889 0,050,88 0,05 Água,88 0,0 0,98 0,96 0,84 0,83 0 Sulfeto de hidrogênio 3,78,9 5, 3,0 5,09 3, 5,07 3, 3,37,53 3,36,53 Amônia 6, 3,40 7,6 4,4 7, 4,4 7,08 4,3 5,93 3,7 5,9 3,7 Cianeto de hidrogênio Monóxido de carbono Sulfeto de carbonila Dissulfeto de carbono 8,4 7,47 9,98 8,97 9,97 8,98 9,96 8,98 7,9 7,00 7,9 7,00,96,96,6,6,6,6,63,63,76,76,76,76 3,8 3,8 4,45 4,45 4,46 4,46 4,46 4,46,79,79,79,79 46,70 46,70 49,6 49,6 49,7 49,7 49,8 49,8 45,9 45,9 45,9 45,9 OTA : A pressão de referência para combustão e medição é 0,35 kpa em todos os casos. OTA : T/T ( C) é relativo às temperaturas de r eferência para combustão e medição, respectivamente.

29 Anexo C (normativo) Valores das constantes auxiliares C. Constante molar dos gases O valor recomendado para a constante molar dos gases (R) é: R = (8, , ) J. mol -.K - C. Constantes críticas e fatores acêntricos Calcula-se o fator de compressibilidade (Z) apresentado na Tabela B., utilizando-se os valores de temperatura crítica (Tc), pressão crítica (pc) e fatoracêntrico (ω) apresentados na tabela C., por meio da equação de Pitzer-Curl (ver G.). C.3 Propriedades do ar seco O valor da massa molar do ar seco, arredondada na quarta casa decimal, é: M ar = 8,96 6 kg.kmol - Os valores do fator de compressibilidade do ar seco de composição padrão para três condições usuais de referência são: Z ar (73,5 K, 0,35 kpa) = 0,999 4 Z ar (88,5 K, 0,35 kpa) = 0, Z ar (93,5 K, 0,35 kpa) = 0, Os valores de densidade do ar de composição padrão, corrigidos para as condições reais, são: ρ ar (73,5 K, 0,35 kpa) =,9 93 kg.m -3 ρ ar (88,5 K, 0,35 kpa) =,5 40 kg.m -3 ρ ar (93,5 K, 0,35 kpa) =, kg.m -3

30 C.4 Entalpia de vaporização da água Os valores da entalpia molar de vaporização padrão da água, listados a seguir, são necessários para cada uma das quatro condições de referência de combustão. Estes são comumente utilizados para facilitar os cálculos da diferença entre os valores do poder calorífico superior e inferior do gás ideal em base molar de cada componente. Li (73,5 K) = 45,074 kj.mol - Li (88,5 K) = 44,433 kj.mol - Li (93,5 K) = 44,4 kj.mol Li (98,5 K) = 44,06 kj.mol Componente Tabela C.3 Propriedades críticas Temperatura crítica K Pressão crítica kpa Fator acêntrico ω Metano 90, ,8 0,0 5 Etano 305, ,090 8 Propano 369, ,45 4 n-butano 45, ,9 8 -Metilpropano 408, ,75 6 n-pentano 469, ,5 0 -Metilbutano 460, ,7 3,-Dimetilpropano 433, ,97 0 n-hexano 506, ,95 7 -Metilpentano 497, ,79 3-Metilpentano 504, ,75 0,-Dimetilbutano 488, ,3 0,3-Dimetilbutano 499, ,47 3 n-heptano 539, 740 0,350 6 n-octano 568, ,394 n-onano 594,4 80 0,443 7 n-decano 67, ,490 Eteno 8, ,085 6 Propeno 364, ,47 7 -Buteno 49, ,87 4 cis--buteno 435, ,04 4 trans--buteno 48, ,3 8

31 -Metil propeno 47, ,89 8 -Penteno 464, ,45 0 Propadieno ,49,-Butadieno 443, ,339 4,3-Butadieno ,8 4 Acetileno 308, ,84 Ciclopentano 5, ,9 3 Metilciclopentano 53, ,39 5 Etilciclopentano 569, ,8 6 Ciclo-hexano 553, ,4 4 Metilciclo-hexano 57, ,33 3 Etilciclo-hexano ,4 6 Componente Tabela C. (continuação) Temperatura crítica K Pressão crítica kpa Fator acêntrico Benzeno 56, ,0 0 Tolueno 59, ,56 6 Etilbenzeno 67, ,30 o-xileno 630, ,33 6 Metanol 5, ,556 Metanotiol 470, ,53 Hidrogênio 33, 97-0,8 Água 647, ,38 Sulfeto de hidrogênio 373, ,09 Amônia 405, ,50 Cianeto de hidrogênio 456, ,388 Monóxido de carbono 3, ,053 Sulfeto de carbonila 378, ,096 Dissulfeto de carbono ,09 Sulfeto de carbonila 378, ,096 Dissulfeto de carbono ,09 Hélio 5,9 7-0,365 eônio 44, ,09 Argônio 50, ,00 itrogênio 6, ,039 Oxigênio 54, ,05

32 Dióxido de carbono 304, ,39 Dióxido de enxofre 430, ,56 Tabela C. Composição molar do ar seco Componentes Fração molar itrogênio 0,78 0 Oxigênio 0,09 46 Argônio 0,009 6 Dióxido de carbono 0, eônio 0, Hélio 0, Metano 0, Criptônio 0, Hidrogênio 0, Monóxido de dinitrogênio 0, Monóxido de carbono 0, Xenônio 0, Anexo E (informativo) Derivação das equações relacionadas à precisão e E. As equações 7, 8,, e 3 foram derivadas como apresentado nos itens E. E. Metano por diferença A equação (4) para o cálculo do poder calorífico ideal (em base molar ou volumétrica) através da composição molar é: PCi,mis x j. PCi,j j= = (E.)

33 o caso onde todos os componentes, exceto o metano, são analisados, sendo a concentração deste obtida por diferença, há na verdade - variáveis de composição independentes xj. Então, a equação E. pode ser reescrita como: PCi,mis = xch 4. PC + xj. PC (E.) i,ch 4 j= i,j Onde: PC i,mis é o poder calorífico ideal da mistura; x j é a fração molar do componente j; PC i,ch4 é o poder calorífico ideal do metano; PC i,j é o poder calorífico ideal do componente j; x CH4 é a fração molar do metano, dada por: x CH4 = xj (E.3) j= A equação E. pode ser rearranjada para remover a variável dependente x CH4, como segue: PC i,mis = x j PCi,CH + xj. PC j= i,j j= PC i,mis = PC, + CH 4 j= 4 (E.4) j. PC PCi, i,j CH i 4 x (E.5) Para cada termo do somatório, aplica-se a derivada parcial: PC i,mis x j x k x j = PC i, j - i,ch 4 PC (E.6)

34 Portanto, a contribuição da repetitividade xj para a repetitividade do PCi,mis é dada por: PC i,mis = x* j j. ( PCi, j - PC ) (E.7) 4 i,ch Quando todos os - termos são combinados, obtém-se a seguinte equação: PC i,mis = xj. PC PC i,j i,ch4 j= / (E.8) OTA: A equação E.8 corresponde à equação 7. E. Metano determinado pela análise cromatográfica Quando todos os componentes, inclusive o metano, são analisados, existem variáveis de composição independentes xj, cujo somatório geral não resulta em uma unidade como é necessário para se calcular pela equação E.. este caso, a equação E. deve ser reescrita como: PC i,mis = * xj. PCi,j j= x* j j= (E.9) Onde: x j = x* j x * j j= para todo j (E.0)

35 Para cada termo da equação E.9, obtém-se a derivada parcial como segue: PC i,mis * x j x* * k x j = PC j x i,*j j= - * x j. PCi,j j= * x j j= (E.) ou PC mis * x j x* * k x j = PCi,j PCi, mis K (E.) Onde: x j= K = * j (E.3) Portanto, ignorando o fator K, que é sempre igual a uma unidade para resultados experimentais aceitáveis, a contribuição da repetitividade xj* para a repetitividade do PC i, mis é dada pela equação: PC i,mis = * j. j i,j PCi,mis x PC (E.4) Quando todos os termos são combinados, obtém-se a equação: PC i,mis = / * j. PC i,j PC i,mis j = (E.5) OTA: A equação E.5 corresponde à equação 8.

36 * Observa-se que a repetitividade x j dos componentes representa as frações molares x j * não normalizadas, embora PC i,mis seja calculado usando as frações molares x j normalizadas. Esta equação pode ser expressa de uma outra forma. A equação E.4 pode ser reescrita como: = PC ( x ) PC i,mis j * j j xk. i, j PC i,k k j x (E.6) Quando todos os termos são combinados e rearrumados, obtém-se: = ( x ). PC i,mis i,j i,j j= k j * * j PC. x j xj. PC. xk (E.7) Deve-se notar que as repetitividades dos componentes nesta expressão são aquelas frações molares não normalizadas, apesar de suas frações serem valores normalizados. As equações e foram obtidas usando argumentos similares àqueles utilizados nas equações E.8 e E.5, respectivamente. A equação 3 é obtida pela combinação das repetitividades relativas dos fatores apropriados, definindo a expressão para o índice de Wobbe ideal, como segue: Wi Wi = PC i,mis PC i,mis d + d (E.8) que é matematicamente igual à equação: / W i PCi,mis d = + Wi PC d i,mis (E9)

37 Anexo F (informativo) Sistemas de unidades F. Energia cal (termoquímica) = 4,84 J cal (tabela internacional) = 4,86 8 J cal (5 C) 4,85 5(5) J Btu (termoquímica) =, kj Btu (tabela internacional) =, kj, kj kj = 3,6 x03 kwh OTA: Os fatores de conversão de unidade podem variar de acordo com a referência utilizada. Recomenda-se consulta aos documentos normativos, SI 0 e ISO F. Temperatura T(K) = 73,5 + T( C) ( F) 3 T( o C) = T 5 9 (F.) (F.) F.3 Volume ft 3 = 0, m 3 35,34 67 ft 3 = m 3

38 F.4 Pressão atm =,033 kgf/cm = 4,695 9 psi = 0,35 kpa 9,6784x0 - atm = kgf/cm = 4, psi 6,80x0 - atm = 7,03 x0 - kgf/cm = psi Anexo G (informativo) Efeitos do vapor d água sobre o poder calorífico G. Geral Alguns calorímetros usados para a medição direta do poder calorífico por unidade de volume saturam o gás combustível com vapor d água antes da combustão, medindo e registrando, portanto, valores de poder calorífico em base saturada. Tais valores são menores do que aqueles encontrados para gases secos ou parcialmente saturados, uma vez que o volume total de gás combustível no sistema de medição é menor devido à presença do vapor d água. Outros instrumentos usados para a determinação direta ou indireta do poder calorífico podem não funcionar de forma análoga. Por exemplo: Alguns calorímetros de combustão direta queimam o gás exatamente como amostrado e registram o valor do poder calorífico real em base seca; Alguns instrumentos secam o gás antes da medição, determinando e registrando um valor de poder calorífico para gás seco, muito embora o gás contenha, originalmente, uma quantidade de vapor d água; A determinação do poder calorífico através da técnica de cromatografia gasosa leva em consideração todos os componentes importantes, excetuando-se a água e, portanto, o valor do poder calorífico calculado é registrado em base seca, muito embora o gás contenha vapor d água. Portanto, para realizar comparações válidas entre os valores do poder calorífico determinado por diferentes técnicas, é necessário levar em consideração: