Combustion

TECNOLOGÍA DEL CALOR

COMBUSTIÓN




DEFINICIONES BASICAS

Mol: La masa de cualquier sustancia puede expresarse por medio del numero de moles definido como:
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siendo: ni: Numero de moles de la sustancia [gmol, Kgmol, etc. ]
mi : Masa de la sustancia [gr., Kgr., etc]
PMi: Peso molecular de la sustancia [gr./gr mol, Kg/Kgmol, etc]

Fracción molar: Es la relación existenteentre el número de moles de la sustancia particular y el número de moles totales de todas las sustancias que forman la mezcla homogénea que contiene a la sustancia particular. Se aplica a mezclas gaseosas, por ejemplo: el aire, el gas natural, vapores multicomponentes, etc..
La fracción molar es equivalente a la fracción volumétrica
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Se deduce fácilmente la relación entre la fracción molary la presión parcial por medio de la ecuación de estado
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Recordando que se define a presión parcial pi como la presión que ejercería el componente si el solo ocupara todo el volumen “Dalton”.
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Dividiendo (2) por (1)
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Peso Molecular de una mezcla gaseosa

El peso molecular de una mezcla gaseosa puede calcularse conociendo la fracción volumétrica omolar de sus componentes, así para el caso del aire seco se puede suponer (a los efectos de cualquier calculo de ingeniería), que esta formado por Nitrógeno (N2) y Oxígeno (O2) con la siguiente composición:
% N2 = 79 ( 0,79 VN2/Vaire x 100
% O2 = 21 ( 0,21 VO2/Vaire x 100
que expresada como fracción molar es:
y N2 = 0,79 moles de N2 / moles de aire
y O2 = 0,21 moles de O2 / moles de aire
Elpeso molecular del aire se podrá calcular como:

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siendo :
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Para cualquier otro gas se deberá conocer su composición volumétrica para calcular su peso molecular.




Composición en peso del aire

Si bien no es necesario por el momento su conocimiento, su calculo es el siguiente:
Masa correspondiente a un (1) mol de aire = 28,85 Kg.
Masacorrespondiente a un (1) mol de N2 = 28,012 Kg. ( para 0,79 moles = 22,13 Kg.
Masa correspondiente a un (1) mol de O2 = 31,998 Kg. ( para 0,21 moles = 6,72 Kg.

% N2 p/p = (22,13 / 28,85) x 100 = 77 % o 0,77 Kg de N2 / Kg de aire
% O2 p/p = (6,72 / 28,85) x 100 = 23 % o 0,23 Kg de O2 / Kg de aire


COMBUSTIBLES empleados comúnmente

Estos pueden clasificarse en naturales yartificiales, entre los primeros tenemos a los combustibles fósiles antracitas, hullas, lignitos, etc; el petróleo y el gas natural. La mayoría de los combustibles artificiales se producen partiendo de los naturales a través de distintos procesos de elaboración (coque, briquetas); todos los derivados del petróleo (naftas, kerosén, gas oil, fuel oil, etc) y finalmente los gases manufacturados (gas licuadode petróleo GLP, gas de alumbrado, gas pobre, etc).
Según su estado físico en condición ambiente, se han clasificado en sólidos, líquidos y gaseosos. Dentro de los combustibles sólidos se encuentran muchas clases de carbón, este se origino a partir de los restos en descomposición de árboles, helechos, arbustos, etc., que florecieron en lodazales y pantanos enormes hace millones de años,durante periodos prolongados de clima húmedo y tropical con lluvias abundantes. El precursor del carbón fue la turba, que se formo mediante la acción bacteriana y química sobre los desechos de plantas, las acciones subsiguientes del calor, la presión y otros factores convirtieron a la turba en carbón que por supuesto, no es una sustancia uniforme.
El carbón se clasifica entonces por su podercalorífico, la naturaleza de aglomeración, el porcentaje de carbono (% C), y el porcentaje de materia volátil, la humedad, las cenizas, el contenido de azufre, etc., en cuatro clases principales: ANTRACITAS, CARBONES BITUMINOSOS, SUBBITUMINOSOS y LIGNITOS. Otras propiedades o características importantes en los carbones es la fusibilidad de las cenizas que pueden fundirse o sinterizarse sobre la...