Análisis 5: Estudio de combustión incluyendo eficiencia de la combustión
La composición molar de un gas natural es la siguiente:
CH4 (93.4%),
C2H4O (2.7%)
C3H8 (0.2%)
n-C4H10 (0.6%)
CO2 (0.7%)
N2 (2.4%)
Sabiendo que la combustión es completa y que el coeficiente de exceso de aire es del 42%. Determinar:
Peso molecular de la mezcla
Relación aire/combustible estequiométrica
Determinar la formula química CaHbOcNd y la normalizada CHmOnNp
Temperatura de rocío del flue gas en ºC
Poderes caloríficos de combustible
Entalpía de formación de la mezcla en kJ/mol combustible
Temperatura adiabática de la llama en ºC
Calor liberado en kJ/mol combustible, sabiendo que los gases de escape salen a 727ºC
Eficiencia de la combustión
Esta opción elimina todos los compuestos en estado líquido a la temperatura y presión de entrada del combustible, pudiéndose elegir sólo a compuestos en estado gaseoso:
El punto de rocío de los gases de combustión, que es la temperatura a la que el vapor de agua comienza a condensarse, es un factor limitante de la cantidad de calor eliminado como energía útil. Cualquier enfriamiento adicional más allá de este punto causará graves problemas de corrosión, así como una reducción razonable del valor de tiro; un asunto que reducirá la eficiencia general del sistema (horno o generador de vapor). Se observa, que el punto de rocío para este caso es alrededor de 52 ºC.
La temperatura adiabática es una variable de estado termodinámico que resulta de la conversión de energía química interna en energía térmica interna después de que tiene lugar el proceso de combustión, y depende del combustible real y el comburente, su relación (pobre, estequiométrica o mezcla rica), su estado termodinámico inicial (por ejemplo, gases premezclados a 298 K y 100 kPa), y el tipo y proporciones de los compuestos formados. Puede medirse en el escape de una cámara de combustión adiabática, o justo después de una llama, pero las dificultades prácticas para garantizar pérdidas mínimas de calor, particularmente de la sonda del termómetro, hacen que el cálculo teórico sea más preciso que la medición real.
La eficiencia de combustión es un porcentaje, de qué tan bien el equipo está quemando un combustible específico. La eficiencia de combustión completa (100%) extraería toda la energía disponible en el combustible. Sin embargo, en algunos casos, la eficiencia de combustión del 100% no se puede lograr de manera realista.
Si su cálculo muestra que el equipo está perdiendo el 30 % del poder calorífico del combustible a través de pérdidas en la chimenea, el equipo está funcionando con una eficiencia del 70 %.
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