Temperatura de la Flama Adiabática

Presenta:Aldo Ortiz Mejia

Temperatura de la Flama

• Se denomina Temperatura de Flama Adiabática, a la temperatura de los productos en una combustión.

• Es la temperatura que podría alcanzar una llama si no hubiera pérdida de calor hacia el entorno.

Proceso adiabático

• El término adiabático hace referencia a elementos que impiden la transferencia de calor con el entorno. Una pared aislada se aproxima bastante a un límite adiabático.

• Un proceso adiabático es aquél en el cual el sistema (generalmente, un fluido que realiza un trabajo) no intercambia calor con su entorno.

Temperatura de la Flama adiabática

• Es alcanzada cuando se quema un combustible en aire u oxígeno en condiciones estándar -1 atm y 25ºC; sin ganancia o pérdida de calor se denomina temperatura teórica de la llama.

• Se considera el supuesto de que no se realiza ningún trabajo mecánico y que los únicos términos de energía que intervienen son la energía interna y el trabajo de flujo.

• La máxima temperatura adiabática de llama se alcanza cuando se quema el combustible con la cantidad teóricamente necesaria de oxígeno puro.

• La temperatura adiabática de llama, supuesta la combustión completa, siempre es mayor que la que se puede obtener por combustión real bajo las mismas condiciones iniciales determinadas. Siempre hay pérdida de calor de la llama, y es imposible obtener una combustión completa a altas temperaturas.

Determinación de la temperatura de la llama adiabática

• Primero hay que calcular la entalpía de los gases en el horno para cada intervalo de temperatura, según:

Donde:

• Se selecciona el tipo de combustible y se calculan para el horno las entalpías de los gases en un rango de temperatura lógico, digamos entre 700 y 2000 °C para valores con un intervalo de incremento de 100 °C.

• Para ello se confecciona una tabla y se tabulan todos estos valores, tanto los calculados como los dados por las tablas como se muestra a continuación:

Fórmula de la combustión:

• A continuación se calcula el volumen teórico de los gases de combustión a través de la ecuación siguiente:

• Donde; C, S, H y N son los contenidos de carbono, azufre, hidrógeno y nitrógeno en el combustible, expresados en %.

• Después se halla el calor introducido en el horno por el aire para la combustión, de acuerdo a la relación siguiente:

• Una vez calculado estas variables, se procede a calcular el calor aportado por la combustión en la llama:

• La temperatura adiabática de la llama se busca entonces en la tabla donde ploteamos las diferentes entalpías si consideramos que la entalpía de los gases es igual a QT, ya que consideramos que no existen pérdidas de calor de la llama a los gases.

• Para ello vamos a la columna Hgh, buscamos el valor de la entalpía calculada y leemos el valor de la temperatura que le corresponde (Ta) (si los valores no son exactos entonces se procede a interpolar), está será entonces la temperatura de la llama adiabática.

• Finalmente expresamos Ta en °K, con °K=°C+273

• En la práctica no se alcanza → disociaciones de productos (CO2, H2O) e inertes (N2), que absorben parte de la energía.

• La energía absorbida en la disociación se recupera (devuelve) durante el enfriamiento.

CONCLUSIONES:

Bibliografía• Boletín técnico de la inspección estatal energética (Argentina)

http://www.energia.inf.cu/iee-mep/Bol2001/sep01.pdf • http://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_adiab%C3%A1tico