Tablas de vapor

MÁQUINAS TÉRMICAS I IM227-06 EJERCICIOS 2 - COMBUSTIÓN Fecha de entrega: 21 de octubre 2010
5. Se quema pentano (C5H12) con aire y el análisis de los productos secos da el siguiente resultado: CO2=11.16%, CO= 0.72%, O2= 3.8 % y N2= 84.32%. Determinar; a) La ecuación de combustión para un mol de combustible. b) El % de aire teórico y el Exceso de aire. xC5H12 + a[O2 + 3.76N2]  11.16CO2 + 0.72CO+ 3.8O2 + 84.32N2 + bH2O Para C; 5x = 11.16+0.72 = 11.88 x = 2.376 Para H; 12x = 12(2.376) = 2b b = 14.256 Para un mol de combustible, dividimos entre 2.376 y se tiene: C5H12 + 9.44[O2 + 3.76N2]  4.7CO2 + 0.3CO + 1.6O2 + 35.5N2 + 6H2O Ecuación Teórica: C5H12 + 8[O2 + 3.76N2]  5CO2 + 30.08N2 + 6H2O %AT = 9.44/8(100) = 118% y EA = 18% 6. Una mezcla de gas combustible está constituida por 70% envolumen de metano (CH4) y 30% de etano (C2H6), determinar a) La ecuación con 100 % de Aire Teórico (Ecuación estequiométrica). b) La relación AC en volumen y en masa y el % de Aire Teórico, si un kg de este combustible, se quema totalmente con 18 kg de aire. Ecuación Teórica 0.7CH4 + 0.3C2H6 + 2.45[O2 + 3.76N2]  1.3CO2 + 2.3H2O + 9.212N2 AC]VT = 2.45(4.76) = 11.662 molesaire/molcomb. AC]mT =[2.45(32) + 9.212(28)] / (1.3(12) + 4.6) = 336.336/20.2 = 16.65 AC]mT = 16.65 kgaire/kgcomb. Para 18 kg de aire el coeficiente será; a = 2.45(18/16.65) = 2.65 y el coeficiente es 18/16.65 = 1.081 Por lo tanto; AC]V = 11.662(1.081) = 12.61 molesaire/molcomb. y AC]mT = 18 kgaire/kgcomb. 7. Se quema metano (CH4) con aire y se obtiene el siguiente análisis de los productos secos de combustión.Determinar: a) La relación Aire-Combustible en volumen y en masa CO2 5.2 CO 0.33 b) El % de Aire Teórico y el Exceso de Aire O2 11.24 c) La presión parcial del vapor de agua si la presión de los gases es de 100kPa N2 83.23 Ecuación: xCH4 +a[O2+3.76N2]  5.2CO2 + 0.33CO + 11.24 O2 +b H2O + 83.23N2 Por lo tanto; x=5.53; a=83.23/3.76 a=22.1356 y para el O; 2a=5.2(2)+0.33+11.24(2)+b y b=11.06 Para una mol demetano; CH4 +4[O2+3.76N2]  0.94CO2 + 0.6CO + 2.03 O2 +2H2O + 15.04N2 Ecuación teórica: CH4 +2[O2+3.76N2]  CO2+2H2O + 7.52N2 %AT = 4/2(100) = 200% y EA = 100% No. Moles =111.06, Pvagua=11.06/111.06(100)=9.958 kPa 8. Cierto gas natural tiene el siguiente análisis volumétrico: 65% de CH4, 10 % de C2H6, 8% de H2, y 17% de N2. Este gas se quema con aire seco, determinar a) la ecuación de combustiónestequiométrica, b) la Relación Aire-Combustible en volumen y en masa, c) Considerando que este gas se quema con 20% de Exceso de aire y que del carbono del combustible, el 95% se quema completamente y el restante 5% sale como monóxido de carbono (CO), determinar el análisis de los gases que proporcionaría un analizador de Orsat. (Considerar que el hidrógeno se quema completamente). a) Ecuaciónestequiométrica; 6.5CH4+C2H6+0.8H2+1.7N2+x[O2+3.76N2]aCO2+bH2O+dN2 Para C; 6.5+2=a, a = 8.5; para H; 6.5(4)+6+0.8(2) = 2b = 26+6+1.6 = 33.6, b = 16.8 Para O; 2x = 2(8.5)+16.8 = 33.8 x = 16.9 y para N2; 1.7 + 16.9(3.76) = d = 65.244, y la ecuación teórica es: 6.5CH4+C2H6+0.8H2+1.7N2+16.9[O2+3.76N2]8.5CO2+16.8H2O+65.244N2 b) AC]V= 16.9(4.76)/10 = 8.0444; AC]m=16.9(32)+65.244(28)/(8.5(12)+33.6+1.7(28)) = 12.92 AC]m= 12.92 kgaire/kgcomb c) 6.5CH4+C2H6+0.8H2+1.7N2+16.9(1.2)[O2+3.76N2]aCO2+bCO+16.8H2O+dO2+77.95N2 a=0.95(8.5)=8.075, a = 8.075, b = 0.425, Para el O; 16.9(1.2)(2) = 2(8.075)+0.425+16.8+2d, d = 3.5925 Para N2; 3.76a = 84.32 a = 22.426

Análisis volumétrico de los Gases secos: Componente CO2 CO O2 N2 suma Moles 8.075 0.425 3.5925 77.95 90.0425 %volumen 8.97 0.47 3.99 86.57100.00

9. Se quema un combustible del tipo (CmHn) con aire y el análisis de los productos secos da el siguiente resultado: CO2=9.21%, CO= 0.61%, O2= 7.06 % y N2= 83.12%. Determinar; a) La composición del combustible, (valores de m y n), b) La ecuación de combustión para un mol de combustible, c) La ecuación teórica (estequiométrica), d) El % de aire teórico y el Exceso de aire. e) La Relación...