Análisis 2: Análisis gravimétrico y volumétrico. Diagrama de la eficiencia

Un combustible gaseoso está formado por una mezcla en volumen de:

• Metano (26.6%)

• CO (12.6%)

• Hidrógeno (41.6%)

• CO2 (2.6%)

• Nitrógeno (16.6%)

Obtener el análisis gravimétrico y volumétrico de los productos de combustión en base húmeda, cuando el exceso de aire es del 10%. Obtener el diagrama de la eficiencia (sin presencia de inquemados) como generador de vapor en función del coeficiente de exceso de aire y la temperatura de los humos de combustión.

Las fórmulas químicas se utilizan como abreviatura para indicar cuántos átomos de un elemento se combinan con otro elemento para formar un compuesto. Por ejemplo, en el compuesto CH4, 1 átomo de carbono se combinan con 4 átomos de hidrógeno para formar metano.

Todo el exceso de aire se calienta en la cámara de combustión durante el proceso de combustión, y esta energía se pierde por los gases de escape. Por esta razón, hay que minimizar el oxígeno extra utilizado para reducir la pérdida de energía del calor que sale por la chimenea. Aunque por ejemplo en el ciclo de turbina de gas, se añade aire en exceso para reducir y controlar la temperatura de los gases de escape con el fin de proteger el límite metalúrgico de los álabes de la turbina.

Un hidrocarburo de parafina, también llamado alcano, es cualquiera de los hidrocarburos saturados que tiene la fórmula general CnH2n+2, siendo C un átomo de carbono, H un átomo de hidrógeno y n un número entero. Las parafinas son los principales constituyentes del gas natural y del petróleo. Las parafinas que contienen menos de 5 átomos de carbono por molécula suelen ser gaseosas a temperatura ambiente, las que tienen de 5 a 15 átomos de carbono suelen ser líquidas y las parafinas de cadena lineal que tienen más de 15 átomos de carbono por molécula son sólidas.

La entalpía molar estándar de formación de un compuesto se define como la entalpía de formación de 1 mol del compuesto puro en su estado estable a partir de los elementos puros en su estado estable a P = 1 bar y temperatura constante de 25ºC.

La exergía química de una sustancia es el trabajo máximo que se puede obtener de ella llevándola al equilibrio químico con el ambiente de referencia a temperatura y presión constantes. Esta exergía normalmente se calcula a partir de valores tabulados obtenidos para condiciones estándar, es decir, a una temperatura ambiente de 25 ºC, y una presión atmosférica de 1 atm.

La diferencia clave entre HHV y LHV es que HHV se puede determinar volviendo todos los productos de la combustión a la temperatura original previa a la combustión y permitiendo que se condense cualquier vapor producido. Por el contrario, LHV se puede determinar restando el calor de vaporización del agua del poder calorífico superior.