Temperatura teórica de llama adiabática en la combustión de etileno.

 Calcular la temperatura teórica de llama adiabática cuando se quema etileno a 25ºC en los siguientes casos:
a) La cantidad teórica de aire a 25ºC
b) Un 25% de exceso de aire a 25ºC
c) Un50% de exceso de aire a 25ºC
d) Un 100% de exceso de aire a 25ºC

La reacción que se produce es la siguiente:

CH2=CH2 + 302→2CO2 + 2H20(g)


Ecuación general:

ΔH0=ΔHR0+ΔH2980+ΔHp0Los reactivos están a 25 ºC de temperatura de partida, por lo que la ΔHR0=0 ya que no hace falta proporcionar ninguna energía a losreactivos para que alcancen los 25ºC.
La temperatura teórica de llama adiabática se alcanza cuando la ΔH0=0 debido a que toda la energía que se produce se emplea en calentar a los productos. (Al seradiabático no se intercambia calor con el exterior).
Por lo que se puede deducir que:
ΔHp0=-ΔH2980

Se procede a calcular la ΔH2980 como la suma de los calores de formación de los productosmenos la suma de los calores de formación de los reactivos, teniendo en cuenta que las moléculas diatómicas de la ecuación tienen el calor de formación igual a cero.


ΔH2980=(∑viΔHf)P-(∑viΔHf)RLos calores de formación en Jmol aparecen en la tabla C4 del Van Ness y son los siguientes:

H20
CO2
CH2=CH2
-393509
-241818
52510



ΔH2980= 2*ΔHf H20 + 2* ΔHf CO2 -ΔHf CH2=CH2 =-1323164 J
ΔH2980
-1323164
J

Se calcula el calor sensible de los productos mediante la forma que aparece a continuación:


ΔHP0=R[AT0(τ-1)+(B/2)T02(τ2-1)+(D/T0)((τ-1)/τ)] (1)



Para poderaveriguar el valor de ΔHP0 se tiene en cuenta que:
A=∑niAi
B=∑niB
C=∑niCi
D=∑niDi
τ=T/T0

Por lo que hay que efectuar el balance de materia para saber el número de moles.
a) Cantidadteórica de aire en proporciones estequiométricas.
Se realiza el balance de materia en la entrada y en la salida de la ecuación, atendiendo a que las cantidades que reaccionan son estequiométricas y que...