combustión y combustibles

COMBUSTIÓN
Y
COMBUSTIBLES

COMBUSTIÓN Y COMBUSTIBLES
COMBUSTIÓN
¿Qué es la combustión?
Proceso Químico
Quema de la Mezcla
Fases de la Combustión

Motor Otto
Combustión y Frente de Llama
Cámaras de Combustión
Rendimiento

Motor Diesel
Combustión y Frente de Llama
Cámaras de Combustión

COMBUSTIBLES
Petróleo
Obtención
Destilación o Refino
Gasolinas
Índice de Octano
95
98Super 97

Gasoil
Indice de Cetano
Diesel e+
Diesel e+ 10

Legislación

COMBUSTIÓN
Reacción química exotérmica, de oxidación – reducción entre dos o más
sustancias, combustible y comburente, que se realiza a gran velocidad.
Comburente: es la sustancia oxidante de la combustión. En el motor de
combustión interna es el oxígeno del aire que se encuentra en una
proporción del 21%frente al 79% de nitrógeno.
Combustible: es la sustancia reductora de la combustión. Los empleados en
los motores de combustión interna son hidrocarburos derivados del petróleo
Los hidrocarburos están formados por carbono, hidrógeno, oxígeno,
nitrógeno y azufre.

COMBUSTIÓN
La reacción de combustión de una molécula de combustible requiere de varias
moléculas de oxígeno, en función del númerode carbonos e hidrógenos de
que esté compuesta. Tomemos como ejemplo la molécula de octeno:

C8H16 + 12O2 → 8CO2 + 8H2O
Cada dos hidrógenos que haya en el combustible, requieren un átomo de
oxígeno, para formar una molécula de agua; y cada carbono requiere dos
átomos de oxígeno, para formar una molécula de dióxido de carbono.
Esta es la configuración de una combustión completa oestequiométrica, en la
que todo el O2 se utiliza para oxidar todo el combustible.

COMBUSTIÓN
λ define la relación entre la masa de aire y la masa de combustible de una
mezcla
λR representa la relación entre la λ de la mezcla y la λ estequiométrica.
λR > 1 indica que la mezcla es pobre, con exceso de aire
λR < 1 indica que la mezcla es rica

FASES DE LA COMBUSTIÓN
La reacción no siempre se cumpleen su totalidad, y tampoco es instantánea,
sino que consta de varias reacciones intermedias que ayudan a completar el
proceso.

FASES DE LA COMBUSTIÓN
C8H16 + 4O2 → 8CO + 8H2

8H2 + 4O2 → 8H2O

8CO + 4O2 → 8CO2

FASES DE LA COMBUSTIÓN
Aunque las dos últimas reacciones se produzcan en paralelo, la de oxidación
del H2 es más rápida que la del CO por lo que con mezclas ricas aumenta laemisión de CO ya que no queda oxígeno con el que reaccionar.

INICIO DE LA COMBUSTIÓN
Las reacciones normalmente se van a provocar por el choque de dos
moléculas.
La descomposición de la molécula de hidrocarburo es algo gradual, y el
proceso está controlado por la presencia de unas moléculas y átomos que
tienen una actividad mucho más alta que las moléculas de oxígeno, y que a la
postrevan a ser los que realmente ataquen al hidrocarburo. Éstos son los
radicales libres, que son iones de oxígeno (O), iones de hidrógeno (H) y
radicales hidroxilo (OH).

INICIO DE LA COMBUSTIÓN
La reacción de combustión está controlada principalmente por la cantidad de
radicales que haya en la mezcla. Éstos radiacles se empiezan a formar por
choques de combustible y oxígeno. Al principio, segeneran pocos radicales,
pero al aumentar mucho su concentración (por alta presión y/o temperatura)
comienzan las reacciones de ramificación, y con ello una reacción en cadena
que acabqa descomponiendo todo el combustible, y liberando la energía
Realmente, las reacciones en las que intervienen los radicales, bien como
productos o como reactantes, y que al final son las que provocan la igniciónde la mezcla

MOTOR OTTO
Cuando termina la
compresión, en el motor
Otto se dispone de una
mezcla de aire y combustible
comprimida a una presión de,
más o menos, 15 veces la de
admisión (a plena carga, eso
son unos 15 bares), y una
temperatura, suponiendo un
ambiente de 25ºC, de unos
375ºC

MOTOR OTTO
Combustión en los motores de encendido por chispa.
La mezcla se enciende...