Salud Ocupacional

67.30 Combustión
1ra Parte

Dr. Ing. E. Brizuela – Dra. Ing. S. D. Romano
Departamento de Ingeniería Mecánica y Naval
Facultad de Ingeniería, UBA
Año 2003

INDICE
Introducción a la materia
1. Naturaleza del tema

1

2. Estudio de la combustión

2

3. Algunos sistemas prácticos de la combustión

3

3. 1. Quemadores de gas

3

3. 2. Quemadores con rotación

4

3. 3.Motor de combustión interna ciclo Otto

5

3. 4. Motor Diesel

6

3. 5. Turbina de gas

7

3. 6. Horno industrial

8

3. 7. Caldera a polvo de carbón

9

3. 8. Sistemas de control de incendio

10

3. 9. Incendio de combustibles derramados

10

Unidad I: Conceptos fundamentales
1. 1. Definición de reacción de combustión

12

1. 2. Clasificación de combustibles

121. 3. Conceptos básicos

12

1. 4. Propiedades de los combustibles

14

1. 4. 1. Composición

15

1. 4. 2. Poder calorífico

17

1. 4. 3. Viscosidad

17

1. 4. 4. Densidad

18

1. 4. 5. Límite de inflamabilidad

19

1. 4. 6. Punto de inflamación o temperatura de ignición

21

1. 4. 7. Temperatura de combustión

21

1. 4. 8. Contenido de azufre

21

1. 5.Distintos tipos de combustión

22

1. 5. 1. Combustión completa
22
1. 5. 2. Combustión incompleta

22

i

1. 5. 3. Combustión teórica o estequiométrica

22

1. 5. 4. Combustión con exceso de aire

23

1. 5. 5. Combustión con defecto de aire

23

Unidad II: Análisis de la combustión completa e incompleta
2. 1. Aire

24

2. 2. Reacciones químicas

25

2. 3. Mezclasde gases

26

2. 3. 1. Composición fraccional

26

2. 3. 2. Escalares conservados y fracción de mezcla
27
2. 4. Productos de Combustión

30

2. 4. 1. Casos de combustión técnica
2. 5. Combustión completa

30
31

2. 5. 1. Reacción general

31

2. 5. 2. Problema 1: Combustión sin exceso de aire

31

2. 5. 3. Utilización del programa Combust

34

2. 5. 4. Problema 2:Combustión con exceso de aire

37

2. 6. Combustión con cenizas

37

2. 6. 1. Estequiometría

37

2. 6. 2. Problema 3: Combustión de un combustible líquido
38
2. 7. Combustión incompleta

39

2. 8. Combustión de Ostwald

39

2. 8. 1. Planteo general

39

2. 8. 2. Diagrama de Grebbel

40

2. 8. 3. Diagrama de Ostwald

41

2. 8. 4. Problema 4: Combustión de Ostwald43
2. 8. 5. Utilización del Programa Comin, opción Ostwald
2. 9. Combustión de Kissel

44
45

2. 9. 1. Planteo general

45

2. 9. 2. Problema 5: Combustión de Kissel

47

ii

2. 9. 3. Utilización del Programa Comin, opción Kissel

48

Unidad III: Termoquímica.
3. 1. Calores estándar de formación

51

3. 2. Leyes termoquímicas

52

3. 3. Calor de reacción

54

3.4. Cálculo aproximado de la temperatura adiabática de llama

59

3. 5. Ecuación de entalpía

59

Unidad IV: Cinética química
4. 1. Velocidad de reacción

63

4. 2. Orden de reacción

64

4. 3. Constante de velocidad

67

4. 4. Análisis de los datos cinéticos

67

4. 5. Método de integración

68

4. 5. 1. Cinéticas de primer orden

68

4. 5. 2. Cinéticas de segundoorden

70

4. 5. 3. Cinéticas de orden n

72

4. 6. Método diferencial

73

4. 7. Comparación de ambos métodos

75

Unidad V: Teoría de llamas
5. 1. Reacciones de combustión

76

5. 1. 1. Clasificación

76

5. 1. 2. Diferencias

76

5. 2. Clasificación de llamas

77

5. 3. Llamas laminares

78

5. 3. 1. Llamas laminares de difusión
78
5. 3. 1. 1. Mezclado enchorros laminares

79

5. 3. 1. 2. Llamas laminares de difusión de chorro redondo

82

5. 3. 2. Llamas laminares premezcladas
5. 3. 2. 1. Introducción

86
86

iii

5. 3. 2. 2. Estructura y mecanismo de la llama

87

5. 3. 2. 3. Velocidad de llama

89

5. 3. 2. 4. Aerodinámica de la llama

92

5. 4. Llamas turbulentas

94

5. 4. 1. Llamas turbulentas de difusión...