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Como medir a massa do GNV no reservatório?

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

Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/

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)


3 comentários em “Como medir a massa do GNV no reservatório?

  1. Nicholas disse:

    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.

  2. 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.

    • Gustavo Menezes da Silva disse:

      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

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