Divulgación Presión interior en un depósito de GLP.

[JCB]

Supongamos un depósito de GLP (60 % propano + 40 % butano) de volumen V. El depósito está lleno de GLP (en estado líquido) hasta el 85 % de su capacidad (como margen de seguridad). La densidad del GLP líquido también es conocida, 560 kg/m^3. No alcanzo a ver como se podría obtener la presión interior del depósito. Gracias anticipadas.

[surrealfrog]

Re: Presión interior en un depósito de GLP.

Va a depender del volumen, es un dato que es necesario conocer.
Caso contrario puedes suponer de entrada 1 mol de mezcla, con lo cual obtienes el número de moles de propano y de butano.
Con el número de moles puedes suponer el volumen molar (1 mol = 22.4 L)
Debes obtener ahora el R de la mezcla, y luego usar PV = nRT, asumiendo una determinada temperatura también.

[JCB]

Re: Presión interior en un depósito de GLP.

Agradecido quedo por tu comentario, surrealfrog, pero repasando un poco sobre cambios de estado, he llegado a la conclusión (¿ estaré en lo cierto ?) de que la presión interior, es precisamente la presión de vapor del GLP, y ésta solo depende de la temperatura. El siguiente paso, es aplicar la ley de Dalton de las presiones parciales para hallar la presión de vapor del GLP, conociendo la proporción en volumen (60 % + 40 %) de los gases que lo constituyen.

[Richard R Richard]

Re: Presión interior en un depósito de GLP.

Hola JCB sin el dato de la masa o el volumen total, no vas a llegar una solución numérica, si la puedes dejar en función de alguno de estos parámetros, tampoco te indican la temperatura , pero puedes asumir que la densidad del GLP líquido es $0.560kg/m^3$ en condiciones normales de presión y temperatura es decir Temperatura (25ºC=298.15K) y Presión (101.325 kPa)

como el líquido ocupa el 85% del volumen el volumen del gas es $V_G=0.15V_{Total}$

Luego la presión total es la suma de las presiones parciales y considerando al la mezcla como gas ideal , la suma del numero de moles de vapor de butano mas el del Propano deben cumplir

$<br /> P_TV_G=(P_{Butano}+P_{Propano})0.15V_{Total}=(n_{Butano}+n_{Propano})RT=M_T(\dfrac{0.4}{56}+\dfrac{0.6}{44})RT<br />$
si usas como masa la masa molecular de un mol de átomos totales de la mezcla entonces la presión sera la atmosférica, pero como dije sin la masa total no es posible obtener presión alguna, aunque te valgas de datos como

a.2.1 EstadoA presión atmosférica y temperatura ambiente (1 atmósfera y 20°C), el Gas
Licuado de Petróleo se encuentra en estado gaseoso.
Para obtener líquido a presión atmosférica, la temperatura del butano debe ser
inferior a -0,5°C y la del propano a -42,2°C. En cambio, para obtener líquido a temperatura
ambiente, se debe someter al G.L.P. a presión. Para el butano, la presión debe ser de
más de 2 atmósferas. Para el propano, la presión debe ser de más de 8 atmósferas.
Un litro de líquido se transforma en 272,6 litros de gas para el propano y 237,8
litros de gas para el butano.
a.2.2 Efecto de la temperatura
Al aumentar la temperatura del GLP que se encuentra dentro de un tanque cerrado,
aumenta su presión. Esto es debido a que aumenta la presión de vapor y, además, el
líquido se expande. Por lo tanto, nunca se debe calentar un recipiente que contiene GLP y
tampoco se debe llenar totalmente un recipiente con GLP líquido, sino que se debe dejar
un espacio de por lo menos el 15% del volumen total del recipiente para la dilatación del
líquido.

fuente http://www.iae.org.ar/seminarios/semiglp_informeIAE.pdf

[JCB]

Re: Presión interior en un depósito de GLP.

Fantástico Richard R Richard. Mi inquietud principal era conocer la presión del GLP en estado gaseoso dentro del depósito, que sigo creyendo que es la presión de vapor del GLP. Tanto surrealfrog como tu, habéis ido más allà, y aplicando de la ley de los gases ideales, se puede obtener (conocido el volumen y la temperatura) la masa del GLP en estado gaseoso. Gracias otra vez a los dos por vuestros comentarios clarificadores.

[surrealfrog]

Re: Presión interior en un depósito de GLP.

La presión del depósito no es la presión de vapor. En todo caso, aplicando la ley de Dalton de las presiones parciales, se tendría que la presión total es la suma de las presiones de cada gas más la presión de vapor.

[Richard R Richard]

Re: Presión interior en un depósito de GLP.

La presión del depósito no es la presión de vapor. En todo caso, aplicando la ley de Dalton de las presiones parciales, se tendría que la presión total es la suma de las presiones de cada gas más la presión de vapor.

En el recipiente hay solo butano y propano, no hay vapor de otra cosa, los gases reales condensan, por lo que en realidad el "gas" es vapor, por lo que la presión total es suma la presión parcial de vapor de propano y del butano. Como no esta establecida la temperatura, ni el volumen del recipiente ,no se puede saber cual es la presión parcial, ni el número de moles de vapor de propano y butano dentro del 15% del recipiente que no esta ocupado por la mezcla condensada.

Para ser mas exactos en el calculo, los gases reales no responden exactamente a la formula de los gases ideales, y hay que añadir un factor de compresibilidad

[JCB]

Re: Presión interior en un depósito de GLP.

Bueno, pues ahora toca una aplicación numérica:
P = Presión de vapor GLP (a 20 ºC) = (8,5 * 60/100 + 2,25 * 40/100) bar = 6 bar.
M = Masa molar GLP = (44,1 * 60/100 + 58,12 * 40/100) = 49,71 g/mol.
En automóviles, los depósitos de GLP, acostumbran a ser de unos 60 l, por tanto el volumen gaseoso de GLP será de su 15 % (margen de seguridad en el llenado), V = 9 l.
R = 0,0831 bar*l/K*mol.
T = (20 + 273) K = 293 K.
Aplicando m = (P*V*M)/R*T = 110,19 g de GLP gaseoso.
¿ Os parece correcto ?.

[Richard R Richard]

Re: Presión interior en un depósito de GLP.

P = Presión de vapor GLP (a 20 ºC) = (8,5 * 60/100 + 2,25 * 40/100) bar = 6 bar.

que son los valores 8.5 y 2.25 ?


recuerda que las presiones parciales son siempre proporcionales al número de moles presentes de cada espacie, no son directamente proporcionales a la masa

la presión parcial a cada temperatura la tienes aqui

Temperatura °C	Presión de vapor de Propano$kg/m^2$	Presion de vapor de Butano$kg/m^2$
-17.7	2.68	0.52
0	4.82	1.05
15.5	7.53	1.85
37.8	13.12	3.67
60	21.44	6.51
80	31.14	10.56

1 bar =10197,2 kg/m^2

supongo que por interpolación 8.5 bar corresponde a la presion del vapor de propano y 2.25 bar al butano

si es asi la presion total es la suma 10.75 bar

y la masa total surge de

$PV= \dfrac mM RT <br />$


$m=\dfrac {PVM}{RT}=\dfrac {10.75 bar\cdot 9l\cdot 49.72 g/mol }{0,0831 bar\,l/K\,mol 293.15 K}=197,46 g$