Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

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EQUILIBRIO QUÍMICO Y DE FASE
Aire atmosférico seco
T 1
T 2
T 3
Líquido
enriquecido
en oxígeno
FIGURA P16-124
Vapor
enriquecido
en nitrógeno
hasta que se forma líquido. De acuerdo con las propiedades
de equilibrio de fases, este líquido será más rico en oxígeno
que la fase de vapor. El vapor del primer reactor se desecha
mientras que el líquido enriquecido en oxígeno sale del primer
reactor y se calienta en un intercambiador de calor hasta que
sea nuevamente vapor. La mezcla de vapores entra al segundo
reactor, donde se enfría nuevamente hasta que se forma un
líquido más enriquecido en oxígeno. El vapor del segundo
reactor se conduce de regreso al primero, mientras el líquido
se conduce a otro intercambiador de calor y otro reactor para
repetir una vez más el proceso. El líquido que se forma en el
tercer reactor es muy rico en oxígeno. Si los tres reactores se
operan a una presión de 1 atm, seleccione las tres temperaturas
que producen la máxima cantidad de oxígeno con pureza
de 99 por ciento.
16-125 Para proteger la atmósfera, se ha sugerido usar hidrógeno
como combustible en aviones que vuelan a altas altitudes.
Esto evitaría la formación de dióxido de carbono y otros
productos de combustión basados en carbono. La combustión
en el ciclo Brayton puede realizarse a una presión alrededor
de 400 kPa a estas altitudes. Suponga que hay disponibles
nuevos materiales de construcción que permiten una temperatura
máxima de 2 600 K, y que la composición atmosférica a
estas altitudes es de 21 por ciento de oxígeno y 79 por ciento
de nitrógeno por volumen. La presencia de NO x en los gases de
escape es crítica a estas altitudes y no puede exceder de 0.1
por ciento por volumen. Se usa un suministro de aire en
exceso para controlar la temperatura máxima del proceso de
combustión. Determine la cantidad de exceso de aire que se
debe usar de manera que no se exceda la especificación ni de
máxima temperatura ni de máximo NO x permisible. ¿Cuál es
la fracción molar de NO x si lo que rige es la especificación
de máxima temperatura? Si la que rige es la especificación de
máximo NO x , ¿cuál es la temperatura de los gases de combustión?