Análisis 23: Aire atmosférico húmedo y seco

Un combustible gaseoso está compuesto por la siguiente composición volumétrica: 77% de etano, 18% de propileno y 5% de H2S. El combustible y el aire entra en condiciones estándar y los productos salen a 727ºC y 100 kPa. Se quema con la cantidad estequiométrica de aire.

Obtener la composición de los humos en base húmeda, relación aire/combustible, transferencia de calor, temperatura adiabática de la llama y análisis de entropía, para los casos:

• Aire atmosférico es húmedo, con humedad relativa del 67%

• Aire atmosférico es seco.

Aire húmedo:

Relación aire/combustible molar y másica

Para el caso de aire atmosférico seco:

Relación aire/combustible molar y másica

El aire modelizado como aire húmedo (HR=67%) presenta una mayor cantidad de productos de combustión (18.8675 moles/mol combustible, frente a 18.4976 moles/mol combustible). Permanece invariable la relación Aire/Combustible.

Además, para el caso de aire seco, la temperatura adiabática de la llama aumenta, aumentando también el calor de combustión intercambiado con el exterior.

La entropía generada, así como la irreversibilidad decrece en el caso de aire seco. Se observa que la disminución de la humedad relativa hace aumentar siempre las emisiones de NOx, para valores fijos de la temperatura del aire atmosférico y la composición del gas natural.

Una mayor humedad en la composición de la mezcla produce una reducción de la temperatura máxima de los gases en la cámara de combustión. La formación de NO está directamente relacionada con las altas temperaturas producidas por el proceso de combustión. Por lo tanto, se puede concluir que una mayor humedad provoca una fuerte reducción en la formación de NO.