Temp Llama Adia

8/17/2019 Temp Llama Adia

1/42

A la cámara de combustión de una turbina de gasentra octano líquido (C8H18) de maneraestacionaria a 1 atm y 25 C, y se quema con aire

que entra a la cámara en el mismo estado, comose ilustra en la gura! "etermine la tem#eraturade $ama adiabática #ara%

1)&na combustión com#leta con 1'' de aire

teórico,

2)&na combustión com#leta con '' de aire

teórico y


2/42

1)Una combustión completa con 100 % de

aire teórico

25 C, 1 atm

25 C, 1 atm

Cámara de

combustión

C8H18

Aire

T p

1 atm

CO2

H2O

N2

C8H18 (l) + 100 % Aire eórico Productos

C8H18 (l) + 12!5( "2 + #!$ &2 ) 8CO2

+ 9H2O + 47N2

C8H18 (l) + '( "2 + #!$ &2 )

'CO2 + ?H2O + ?(3.76)N2


3/42

* H-". / H-AC''

H-". H-AC

rod ( + / )rod -eac ( + / )-eac-ara este caso como todos los reacti.os(combustible y comburente) están a tem#eratura

de re/erencia estándar 25 0C (2+8 ), no ayental#ía sensible relati.a ( / ) y la ental#ía de/ormación 0 para el "2 3 &2! 3ntonces laecuación queda de la siguiente manera%

rod ( + / )rod (N )C8H18


4/42

De Ta!a "#26 (Ce$%e!)& se ot'e$e !a e$ta!pa deormac'*$ de! comust'!e

De Ta!a "#26 (Ce$%e!) se ot'e$e !a e$ta!pa deormac'*$ de! producto .e ablas de los 4ases

deales ("2, &2, H2", C"2) se obtienen la ntalp6a7ensible -elatia a la emperatura st9ndar

( / ) respectiamente!

roducto (:;


5/42

i se sustituye se tiene%(8 mol C62)9(7*+* 52' : 7 + *) ;


6/42

7* 18 1' ; : (8 mol C62)( ; +12

; 7 2 1> *8' ; : (+ mol H26)( ; mol 42)( ;


7/42

8 C62 : + H26 : > 42 @ 5 '81

e su#one que

3ntonces #ara cada mol de

#roducto @ 88 22' ; ó

88 22' ;


8/42

A esa cantidad de 3ntal#ía se busca en lastablas de los gases ideales

res#ecti.amente la em#eratura%roducto ntalp6a(:;


9/42

roducto

:mol

ntalp6a aemperatura (2

50:)ner?6a (:;)

C62H2642

8+>

1' 5**11 ++1 88 88

1 12 21 '52 +1+ 158 +*

otal ** 11+

, 646 -1 /0 6 336 119 /0e$to$ces e$to$ces !a

Temperatura ad'at'ca es

2 6,- /


10/42

, 646 -1 /0 4 6-126 /0 e$to$ces !a

Temperatura ad'at'ca

es 2 1-- /

roducto

:mol


100:)ner?6a (:;)

C62H2642

8+>

1' 8 8> >*5 8 1>

85 +12 >8+ 15* 215 5++

otal 8' 12


11/42

$to$ces !a Temperatura ad'at'ca es5 21-- / Temperatura ad'at'ca 2 6,- /


12/42

roducto

:mol


>00:)ner?6a (:;)

C62H2642

8+>

125 1521'* 5'8>+ *2'

1 ''1 21 +*1 5>2* >28 ''

otal 5 ' 828

, 646 -1 /0 , 66- 2 /0e$to$ces !a Temperatura

ad'at'ca es 2 4-- /


13/42

rodu

cto

:m

ol

ntalp6a a

emperatura (2#50:) ner?6a (:;)

C62H26

42

8+

>

122 '+11'' 8

>> +

+> >28 +'> 1

* 2 *12 otal 5 52 5

, 646 -1 /0 , ,26

6,4 /0 e$to$ces !a


es 2 3,- /


14/42

$to$ces !a Temperatura ad'at'ca es5

2 3,- / Temperatura ad'at'ca 2 4-- /


15/42

rodu

cto

:m

ol

ntalp6a a

emperatura (2#$5:) ner?6a (:;)

C62H26

42

8+

>

12* 21!51'2 1>>

>8 '8

+88 +>2 +1+ 5+*

* 85 1> otal 5 5+* >1

, 646 -1 /0 , ,93

741 /0 e$to$ces !a


es 2 37, /


16/42

rodu

cto

:m

ol

ntalp6a a

emperatura (2#80:) ner?6a (:;)

C62H26

42

8+

>

12* +2>!1'2 *!2

>8 5+'!

++1 2'! +21 +88!8

* +* >8!8 otal 5 '> 158!2

, 646 -1 /0 , 6-7

1,.2 /0 e$to$ces !a


es 2 3- /


17/42

, 646 -1 /0 , 633

993.2 /0 e$to$ces !a


es 2 39- /

rodu

cto

:m

ol

ntalp6a a

emperatura (2#=0:) ner?6a (:;)

C62H26

42

8+

>

12 5*+!81'2 +>5!

>8 +55!2

++ *18! +2 >8'!

* >1' 8+! otal 5 ** ++*!2


18/42

, 646 -1 /0 , 644 961. /0

e$to$ces !a Temperatura

ad'at'ca es 2 39, /

rodu

cto

:m

ol

ntalp6a a

emperatura (2#=5:) ner?6a (:;)

C62H26

42

8+

>

12 85!+1'* 21!8

>+ 1*>!

++ *18! +2+ 1>!2

* >1+ >!2 otal 5 +1!8


19/42


2 39, / Temperatura ad'at'ca 2 4-- /

2) U b tió l t >00 % d


20/42

25 C, 1 atm

25 C, 1 atm

Cámara de

combustión

C8H18

Aire

T p

1 atm

CO2H2O

N2

O2

2) Una combustión completa con >00 % de

aire teórico

C8H18 (l) + >00 % Aire eórico Productos

C8H18 (l) + 12!5( "2 + #!$ &2 ) 8CO2

+ 9H2O + 47N2C8H18 (l) + (>)(12!5)( "2 + #!$ &2 )

8CO2 + 9H2O + 1N2 + 37.,O2


21/42

C8H18 (l) + 50( "2 + #!$ &2 ) 8CO2 +

9H2O + 1N2 + 37.,O2

H-". H-AC

rod ( + / )rod -eac ( + / )-eac

-ara este caso como todos los reacti.os(combustible y comburente) están a tem#eraturade re/erencia estándar 25 0C (2+8 ), no ay

ental#ía sensible relati.a ( / ) y la ental#ía de/ormación 0 para el "2 3 &2! 3ntonces laecuación queda de la siguiente manera%

rod ( + / )rod (N )C8H18


22/42



deales ("2, &2, H2", C"2) se obtienen la ntalp6a7ensible -elatia a la emperatura st9ndar

( / ) respectiamente!

roducto (:;


23/42

i se sustituye se tiene%

(8 mol C62)9(7*+* 52' : 7 + *) ;!5 mol 62)( ;5 ; @ 7 2+ +5'

(8 l C6 )( ;


24/42

(8 mol C62)( ;


25/42

8 C62 : + H26 : 188 42 : *>!5 62 @

$ 1=# =85

e su#one que


#roducto @ 2+ 5!+1> ; ó

2+ 5!+1> ;


26/42


res#ecti.amente la em#eratura%roducto ntalp6a(:;!5 62 @ $ 1=# =85


27/42

rodu

cto

:m

ol

ntalp6a(:;


28/42

rodu

cto

:m

ol

ntalp6a (:;


29/42


96- / Temperatura ad'at'ca 99- /


30/42

rodu

cto

:m

ol

ntalp6a (:;


31/42


96- / Temperatura ad'at'ca 97- /


32/42

rodu

cto

:m

ol

ntalp6a (:;


33/42


96- / Temperatura ad'at'ca 96, /

#) Una combustión incompleta con =0 % de


34/42

25 C, 1 atm

25 C, 1 atm

Cámara de

combustión

C8

H18

Aire

T p

1 atm

CO2

H2O

N2CO

#) Una combustión incompleta con =0 % de

aire teórico

C8H18 (l) + =0 % Aire eórico Productos

C8H18 (l) + (0!=0)(12!5)( "2 + #!$ &2 )

'CO2 + ?H2O + (-.9-)(47)N2 + ?CO

C8H18 (l) + 12!5( "2 + #!$ &2 )

8CO2 + 9H2O + 47N2

C8H18 (l) + 11 25( "2 + # $ &2 ) 'CO2


35/42

C8H18 (l) + 11!25( "2 + #!$ &2 ) 'CO2

+ ?H2O + 42.3N2 + ?CO

C8H18 (l) + 11!25( "2 + #!$ &2 ) aCO2 + 9H2O +

42.3N2 + CO@alance de componentes%"el balance del Carbono% 8 a + b (c1)"el balance del 6Bígeno% 22!5 @ 2a : + :b D 22!5 7+ @ 2a : b D 1*!5 @ 2a :b D b 1#!5 2a (c2)or sustitución de (c2) en (c1) tenemos 8 @ a : 1*!5 ? 2a D

8 7 1*!5 @ a 72a D 75!5 @ 7a D a 5!5

C8H18 (l) + 11 25( "2 + # $ &2 )


36/42

C8H18 (l) + 11!25( "2 + #!$ &2 )

5!5CO2 + 9H2O +

42.3N2 + 2.,COH-". H-AC

rod ( + / )rod -eac ( + / )-eac

-ara este caso como todos los reacti.os(combustible y comburente) están a tem#eraturade re/erencia estándar 25 0C (2+8 ), no ay

ental#ía sensible relati.a ( / ) y la ental#ía de/ormación 0 para el "2 3 &2! 3ntonces laecuación queda de la siguiente manera%

rod ( + / )rod (N )C8H18


37/42



deales ("2, &2, H2", C"2, C") se obtienen lantalp6a 7ensible -elatia a la emperatura

st9ndar ( / ) respectiamente!

roducto (:;


38/42

i se sustituye se tiene%

(5!5 mol C62)9(7*+* 52' : 7 + *)

;


39/42

(5!5 mol C62)( ;


40/42

5!5 C62 : + H26 : 2!* 42 : 2!5 c6

@

> 8= 12>!2

e su#one que


#roducto @ 82 55!**2 ; ó

82 55!**2 ;


41/42


res#ecti.amente la em#eratura%roducto ntalp6a(:; 8= 12>!2


42/42

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