Taller de Termodinmica: efectos trmicos de las reacciones industriales

Integrantes:Steeven Jos Altamiranda Gonzales Aurelio Esquiva Lpez Jaime David Leal Navarro Lina Maldonado Barrera

Profesor:Ildefonso Baldiris Navarro

Facultad de ingeniera, programa de ingeniera qumica Universidad de Cartagena, Colombia mayo 01 de 2014

Calcule la temperatura terica de la flama cuando el Propileno se quema a 25C con:a)La cantidad tericade aire a 25C.b)55%de exceso de airea 25C.SolucinPara la resolucin de la parte a se expres la ecuacin

Se calcula el calor estndar de reaccin a 25oC

Con los datos colocados en el programa de la tabla C4: Entalpas estndar y energas de Gibbs de formacin a 298.15K del libro de van ness, se obtuvo que:

Puesto que se busca la temperatura terica de flama, se supondr que la reaccin de combustin se lleva a cabo de manera completa y adiabticamente (Q = 0). Con las hiptesis adicionales de que los cambios en las energas cintica y potencial son despreciables y de que no existe trabajo en la flecha o de eje, el balance completo de energa para todo el proceso se reduce a H = 0. Cuando un 2 moles de propileno quemado se toma como base de todos los clculos, entonces el aire que ingresa proporciona las siguientes cantidades de oxgeno y nitrgeno:

Los gases que abandonan el quemador contienen 6 moles de CO2, 6 moles de H2O (g), moles de N2. (1Se sabe que el delta de H de reaccin ms el delta de H de los productos hasta la temperatura T debe ser igual a 0 (2)El cambio de entalpa de los productos, a medida que stos son calentados de 298.15 K a T, est dado porDonde se define a como la capacidad calorfica total del flujo de productos, Puesto que C = 0 para cada producto gaseoso se tiene que:

Con la tabla C1 Capacidades calorficas de gases en el estado de gas ideal del libro de introduccin a la termodinmica de Van ness, se calculan en el programa

De las ecuaciones (1) y (2) se tiene que

Dado que las capacidades calorficas promedio dependen de T, se evala , para un valor de supuesto con lo que se obtiene un valor inicial para , don dicho valor y a partir del y mediante la ecuacin se calcula la temperatura terica de flama que se guarda en la variable aux, con esta temperatura se obtiene un nuevo valor de con el que se evala nuevamente. El procedimiento contina hasta lograr el lmite en el valor final. En el programa se visualizan las temperaturas calculadas y son las siguientes:T= 2477,09 K o 2203,94C

Para el caso b se procedido de la misma forma siendo que hay un 55% de exceso de aire por lo cual, Cuando un 2 moles de propileno quemado se toma como base de todos los clculos, entonces el aire que ingresa proporciona las siguientes cantidades de oxgeno y nitrgeno:

Los gases que abandonan el quemador contienen 6 moles de CO2, 6 moles de H2O (g), 4,95 moles de O2, moles de N2. Se procede de forma similar y se programa segn los compuestos de salida obteniendo queT=1866,55 K o 1593,4oC