Patria o muerte

XI.- INTRODUCCIÓN A LA COMBUSTIÓN
http://libros.redsauce.net/

Un generador de vapor requiere de una fuente de calor a un determinado nivel de temperatura; un combustible fósil se quema en el hogar de la caldera y produce calor, aunque también se puede emplear energía residual procedente de otros procesos. La combustión es la combinación rápida del O2 con los elementos inflamables delcombustible. En la mayoría de los combustibles fósiles hay tres elementos combustibles significativos, C, H2 y S; el S es el de menor importancia como fuente de calor, pero puede tener una influencia importante en problemas de corrosión y contaminación. El objetivo de una buena combustión es liberar toda la energía del combustible, a la vez que se minimizan las pérdidas derivadas de las imperfecciones dela combustión y del aireexceso. La combinación de los elementos inflamables del combustible con el oxígeno, requiere de:
- Temperatura lo suficientemente alta para la ignición de los elementos inflamables - Turbulencia que facilite el íntimo contacto combustible-oxígeno - Tiempo suficiente para completar el proceso  Temperatura   Turbulencia 

Estos parámetros se designan frecuentementecomo las tres T de la combustión:  Tiempo

.

La Tabla XI.1 relaciona los elementos químicos, simples y compuestos, que se encuentran en los combustibles normalmente utilizados en los diversos tipos de generación de vapor comercial de calor; como factores de conversión interesantes se incluyen los siguientes: Btu/lb x 2,326 = 1 kJ/kg ; (°F - 32) 5 = °C 9 ; 0,4536 lb = 1 kg

La constanteuniversal de los gases perfectos: R = 8,3145 kJ/kmolºK = 1545 ft.lb/molºR 1 kmol a 0ºC y € 1,01 bar = 22,4 m3
Una información general sobre combustión, aparte de la que aquí se expone, se puede encontrar en el Cap XVI del libro Termodinámica Técnica.
XI.-319

XI.1.- LEYES FUNDAMENTALES Ley de conservación de la masa.- Establece que la materia no se crea ni se destruye, por lo que se puede hacer unbalance de masa, entre la suma de los componentes entrantes y salientes para un proceso determinado. Si x kg de combustible se combinan con y kg de aire, siempre resultan (x+y) kg de productos formados. Ley de conservación de la energía.- Estipula que la energía no se crea ni se destruye, de forma que la suma de las energías entrantes (potencial, cinética, térmica, química y eléctrica) en unproceso dado, debe ser igual a la suma de las salientes. En el proceso de combustión la energía química pasa fundamentalmente a energía térmica; cuando se quema 1 lb de un carbón que libera 13500 Btu, la cantidad de masa que se convierte en energía es sólo de 3,5.10-10 lb. Desde el punto de vista de la física nuclear, las leyes de conservación de masa y energía no son muy exactas, pero son bastanteaceptables para los cálculos de combustión que se realizan en Ingeniería. Ley de los gases ideales.- Según esta ley, el volumen de un gas ideal es directamente proporcional a su temperatura absoluta e inversamente proporcional a su presión. Para 1 mol de cualquier gas ideal la constante de proporcionalidad es la misma, y la ley se expresa en la forma:
 vM = R T , siendo:  p la presión absoluta p T la temperatura absoluta  vM el volumen/mol

 R la constante universal de los gases

€

Ley de pesos combinados.- Todas las sustancias se combinan según unas proporciones en peso, simples y bien definidas, exactamente proporcionales a las relaciones de los pesos moleculares de los respectivos componentes. Ley de Avogadro.- Volúmenes iguales de diferentes gases sometidos a idénticaspresión y temperatura, tienen el mismo número de moléculas. El cociente entre el peso de 1 mol de una sustancia y su peso molecular es constante; 1 mol de cualquier sustancia químicamente pura tiene el mismo número de moléculas. Por la ley de gases perfectos, como la molécula de cualquier gas ideal ocupa siempre el mismo volumen a una presión y temperatura dadas, se deduce que volúmenes iguales de...