Calculo de volume de gás compatível necessário em um carro.

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Calculo de volume de gás compatível necessário em um carro.

Mensagem por marcelo.eletrotecnico em Sex Jan 27, 2017 6:17 pm

Um carro usa 10000 litros de ar a cada 1L de gasolina (http://www.uabpanambi.com.br/anexos/SEMINARIOPANAMBI.pdf )

A proporção de hidrogênio e ar é de 34 /1 ( https://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/tech_validation/pdfs/fcm03r0.pdf
(Página 3)

A massa de  gasolina em 1 litro  pode ser achada por L x 0.75 ( gasolina ) Densidade: 0,75Kg/L (gasolina), ou seja, cada litro de gasolina pesa 750g.
( https://www.google.com.br/webhp?sourceid=chrome-instant&ion=1&espv=2&ie=UTF-8#q=densidade%20da%20gasolina )

1/34 (hidrogênio) Diferença de massa necessária entre gasolina pura (sem etanol) e hidrogênio = 34/14,4 = 2,36

Massa molar do H2 é 2,01588  gramas / mol
750g de gasolina / 2,36 = 317 g de H2 = 157 mois (massa de hidrogênio para substituir 1L de gasolina ).

 ( http://guiadoestudante.abril.com.br/estudo/estudo-dos-gases/ )

V = nRT/P = 157 * 0.082 * 303 (Kelvin,30ºC + 273) / 1 ATM (Cálculo de volume dos gases )
ONde:
         n = número de mols do gás (157 neste caso).
         R = constante dos gases = 0.082 (não sei a unidade )
         T = temperatura do gás em Kelvin (é só somar 273 no valor em Celsius, Cº )
         P = Pressão do gás em ATM. Sem comprimir o gás o valor é 1.

V = 3900 L de H2 em temperatura ambiente e pressão ao nível do mar, para equivaler a 1 L de gasolina.

Se considerarmos um carro que esteja consumindo em determinada condição 1L de gasolina em cerca de 20 min (um carro 1.6 em estrada livre), isto significa que ele irá gastar cerca de 50ml por minuto, ou 37,5g por minuto ( 50ml *0,75g/L). De hidrogênio isto seria cerca de 16g por minuto. Se formos usar cerca de 5% de hidrogênio como aditivo para melhorar a queima da gasolina, isto seria 0.8g de H2 por minuto, ou 0.4 mol de H2. Em temperatura ambiente e pressão atmosférica isto significa cerca de 10 L de H2.

Num gerador de HHO, no gas produzido, 2/3 são de hidrogênio, pois embora ele seja mais leve 1 mol de um gás em uma mesma pressão e temperatura ocupa o mesmo volume. Quando quebramos a agua em H2 e O2, temos no gas resultante 2 mols de hidrogênio para cada mol de oxigênio. Desta forma então vemos que para cada 1 L de gás produzido tenho 667ml de H2 e somente 333 ml de O2. Para obtermos 10L de hidrogênio são necessários 15L de gás HHO.

Então podemos dizer que em volume, se eu quebrei as moléculas de H2O em  H2 e O2, eu terei a cada 2 moléculas de água, 2 moléculas de H2 e 1 molécula de O2. Desta forma terei no gás uma proporção de 2/1 de H2 (embora o peso do H2 seja muito menor ). Entretanto, gerar este volume de gás é difícil. Em média um pequeno gerador de hidrogênio de 41 placas não gera mais do que 1 LPM com 12A, medindo com a técnica da garrafa pet dentro do balde com água. Então como produzir um volume adequado de gás ?

marcelo.eletrotecnico
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