Minas

UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA
DEPARTAMENTO DE ENERGETICA
TERMODINÁMICA II

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MEZCLA DE GASES Y COMBUSTION

Integrantes:
* Hernandez Edward
C.I. 16.972.949
* Olivo Francisco
C.I. 20.307.208
* Ziade Jony
C.I. 20.802.678



Caracas, julio de 2012.

IntroducciónLuego de la evaluación del tema de combustión, en este escrito tomamos los ejercicios propuestos en el examen y los tratamos de forma más cualitativa que cuantitativa, centrándonos en la teoría que fundamenta las ecuaciones y propiedades que permiten hallar la solución, repasando con el fin de afianzar el conocimiento. Todos los cálculos posteriores se realizaran con los valores de presión,entalpia y temperaturas de las tablas del texto Fundamentos de la Termodinámica, SONTAG, BORGNAKKE, VAN WYLEN 4ta Edición.

1.) Se quema octano líquido, en un proceso a presión constante de 100 kPa, 25º grados Celsius y con una humedad absoluta de 0.01. Hay disociación tanto del CO2como de H2O, según se aprecia en el cuadro de datos.
Análisis de Orsat (en base seca)
CO2 | CO | H2 | O2 | N2 |12,188 | 1,354 | 0,692 | 3,845 | 83,161 |

Se pide determinar:
* La relación entre el aire utilizado y el aire teórico, la temperatura de llama adiabática y la temperatura de rocío de los productos.
* Para un consumo de combustible de 0.15 litros por minuto, calcule el consumo de aire en metros cúbicos por minuto.
* Realice el diagrama H-T correspondiente.
Para empezar esnecesario conocer la ecuación estequiométrica que describe este fenómeno, la cual podemos conocer sabiendo que cierta cantidad de combustible y aire reaccionan para formar la cantidad de producto que nos muestra el análisis de Orsat y añadiendo agua, la cual también se forma y no aparece reflejada en el análisis en base seca. Haciendo esto sin perder de vista que la cantidad de aire teórico depende solodel combustible y entendiendo que toda la materia reaccionante se conserva en los productos, se llega a la siguiente ecuación:
1,69275[C8H18+1,05(0,21O2 +0,79N2+1,608ωH2O)]
12,188CO2+ 1,354CO + 0,762H2+ 2,116O2 + 83,58N2 + 16,1739H2O
Luego, sabiendo que en un proceso de combustión a presión constante, sin transferencia de calor y sin trabajo involucrado, la entalpía de los reaccionantes esigual a la entalpía de los productos y que esta entalpía a su vez se puede hallar como la que suministra cada componente por número de mol, a la temperatura que se encuentre. Visto de otro modo:
Hr= Hp
H = Σnihi
Y sabiendo que:
h = ∆h + href
Reescribiremos lo anterior como
H = Σni(∆hi + hrefi)

Para los reaccionantes:
El número de moles de cada componente se extrae de la estequiometria, losvalores de variación de entalpía a 25º C y entalpía de referencia se pueden obtener de la tabla A.13. De este modo, la entalpía de los reaccionantes es calculable.
Para los productos:
Al igual que para los reaccionantes, el número de moles de cada componente también se extrae de la estequiometria y los valores de entalpía de referencia se pueden encontrar en la tabla A.13. Pero la variación deentalpia depende de la temperatura que hasta este momento no se conoce, entonces, este término será reemplazado por los polinomios de segundo grado que mejor se adaptan a los valores de esa tabla en función de la temperatura, para cada componente, obtenidos por mínimos cuadrados.
H = Σni(AiT2 + BiT + Ci + hrefi)
Es importante acotar que fueron elegidos polinomios de segundo grado porque sonfáciles de manipular y dan un ajuste aceptable, pero esta sustitución puede ser con polinomios de grado superior para obtener más exactitud.
Entonces la expresión:
Hp - Hr= 0
Se puede reescribir como:
Σnpi(AiT2 + BiT + Ci + hrefi) - Hr = 0
Resolviendo esta expresión obtenemos que la temperatura de llama adiabática es igual a 2341,9 K
Ahora, la temperatura de punto de rocío de los productos...