Combustión

Procesos Siderúrgicos I - Unidad 2

UNIDAD 2
Reacciones de Combustión

REACCIÓN DE COMBUSTIÓN – PROBLEMA 1
Se quema octano, C8H18, con aire seco. El análisis volumétrico de los productos enuna base seca es:
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CO2: 10.02% O2: 5.62% CO: 0.88% N2: 83.48%
Determinar a) la razón aire-combustible y b) el porcentaje de aire teórico utilizado.

SOLUCIÓNSe desea determinar la relación AC, el porcentaje teórico de aire usado y la fracción de agua que se condensa. Se conoce la composición relativa de los productos, pero no cuanto aire o combustible seusa durante el proceso de combustión pero se pueden determinar a partir de los balances de masa.

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ANÁLISIS
Si se considera 100 kmol de productos secos, porconveniencia, la ecuación de combustión se escribe:

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xC8H18 + a(O2 + 3.76 N2)  10.02CO2 + 0.88CO + 5.62O2 + 83.48N2 + bH2O

ANÁLISIS
Los coeficientesdesconocidos x, a y b se determinan de los balances de masa:
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N2: C: H: O2:

3.76a = 83.48  a= 22.2 8x = 10.02 + 0.88  x= 1.36 18x = 2b  b= 12.24 a= 10.02 + 0.44 +5.62 + b/2  22.2 = 22.2

El balance de O2 no es necesario pero puede emplearse para verificar los valores obtenidos de los demás balances de masa.

ANÁLISIS
Al sustituir los valores, se obtiene:Procesos Siderúrgicos I - Unidad 2

1.36C8H8 + 22.2(O2 + 3.76N2)  10.02CO2 + 0.88CO + 5.62O2 + 83.48N2 + 12.24H2O
a)

La ecuación de combustión para 1kmol de combustible se obtiene al dividirla reacción anterior entre 1.36

C8H8 + 16.32(O2 + 3.76N2)  7.37CO2 + 0.65CO + 4.130O2 + 61.38N2 + 9H2O

ANÁLISIS
La relación AC se determina tomando la proporción entre la masa del aire y lamasa del combustible.
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ACmasa= maire/mcomb= [16.32(1+3.76kmol)(28.97kg/kmol)]/[(8kmol*12kg/k mol) + (9kmol*2kg/kmol)]
ACm= 19.74 kgaire/kgcomb

ANÁLISIS
b)...