Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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REACCIONES QUÍMICAS
Si se supone un comportamiento de gas ideal, el número de moles de humedad
en el aire es
N v ,aire a P v ,aire
1.871 kP a
b N tota l a
P tota l 101.325 kP a b16.97 N v ,aire 2
lo que produce
La ecuación de combustión balanceada se obtiene al sustituir los coeficientes
determinados antes y añadiendo 0.131 kmol de H 2 O en ambos lados de la
ecuación:
La temperatura de punto de rocío de los productos es la temperatura a la
cual el vapor de agua en los productos empieza a condensarse cuando los productos
se enfrían. También, en este caso, si se supone un comportamiento de
gas ideal, la presión parcial del vapor de agua en los gases de combustión es
Por lo tanto,
P v ,aire f ai re P sat a 20 °C 10.80 2 12.3392 kP a 2 1.871 kP a
combustible
humedad
aire seco
0.72CH 4 0.09H 2 0.14N 2 0.02O 2 0.03CO 2 1.465 O 2 3.76N 2
P v,prod
N v,prod
N prod
P prod
N v ,aire 0.131 kmol
humedad incluida
0.131H 2 O 0.75CO 2 1.661H 2 O 5.648N 2
1.661 kmol
101.325 kPa 20.88 kPa
8.059 kmol
T pr T sat a 20.88 kPa 60.9 °C
Comentario Si los procesos de combustión se realizaran con aire seco en
lugar de aire húmedo, los productos contendrían menos humedad, y en este
caso la temperatura de punto de rocío sería de 59.5 °C.
C 8 H 18
Aire
Cámara de
combustión
FIGURA 15-13
Esquema para el ejemplo 15-4.
10.02% CO 2
5.62% O 2
0.88% CO
83.48% N 2
EJEMPLO 15-4 Análisis inverso de combustión
Se quema octano (C 8 H 18 ) con aire seco. El análisis volumétrico de los productos
en una base seca es (Fig. 15-13)
CO 2 :
O 2 :
CO:
N 2 :
10.02 por ciento
5.62 por ciento
0.88 por ciento
83.48 por ciento
Determine a) la relación aire-combustible, b) el porcentaje de aire teórico
utilizado y c) la cantidad de H 2 O que se condensa cuando los productos se
enfrían hasta 25 °C a 100 kPa.
Solución Los productos de combustión cuya composición está dada se
enfrían a 25 °C. Se desea determinar la AC, el porcentaje teórico de aire
usado y la fracción de vapor de agua que se condensa.
Suposiciones Los gases de combustión son gases ideales.
Propiedades La presión de saturación del agua a 25 °C es 3.1698 kPa (tabla
A-4).
Análisis Note que se conoce la composición relativa de los productos, pero
no conocemos cuánto combustible o aire se usa durante el proceso de combustión.
No obstante, éstos pueden determinarse a partir de los balances de
masa. El H 2 O en los gases de combustión comenzará a condensarse cuando la
temperatura caiga a la temperatura de punto de rocío.