Análisis 24: Composición volumétrica de los productos en base seca, sin presencia de hidrógeno

Un combustible gaseoso está compuesto por la siguiente mezcla volumétrica:

45% n-Butano, 35% Metano, 7% Propano, 6% CO, 3% Hidrógeno, 2.5% Oxígeno, y 1.5% Nitrógeno.

Se conoce la composición volumétrica de los productos en base seca:

9% CO2. 4% CO (no hay presencia de H2)

El combustible y el aire atmosférico seco (19 kg/s) entra en condiciones estándar y los productos salen a 727ºC y 100 kPa. Obtener:

1. Composición de los humos en base húmeda y seca

2. Diagrama de Ostwald

3. Relación aire/combustible

4. Coeficiente de exceso de aire

5. Poderes caloríficos del combustible

6. Transferencia de calor

7. Temperatura adiabática de la llama

8. Eficiencia de la combustión y del combustor

9. Análisis de entropía y exergético del proceso de combustión.

Repetir el problema considerando al aire atmosférico como aire húmedo a una temperatura del bulbo húmedo de 21ºC.

Composición molar de los productos en base húmeda:

El diagrama de Combustión de Ostwald, presenta solo un solo inquemado, el CO. Para este caso se encuentra solución gráfica que permiten una rápida evaluación de las condiciones globales de la combustión, y la producción de contaminantes ambientales. Este diagrama se puede utilizar para supervisar una instalación de combustión. Se mide la fracción molar (% en volumen) de O2 y de CO2, lo que permite saber rápidamente si hay inquemados.

Relación aire/combustible molar y másica. Coeficiente de exceso de aire. Transferencia de calor.

Temperatura adiabática de la llama, 1822.01 ºC.

Cuando la eficiencia de la combustión es inferior al 100% indica que la combustión es incompleta, por lo que el combustible no se ha oxidado completamente. Se forman sustancias, denominadas inquemados, que todavía pueden seguir oxidándose, por ejemplo, CO. Otros inquemados pueden ser H2, CnHm y H2S. Estas sustancias son los contaminantes más comunes que escapan a la atmósfera en los gases de combustión.

Considerando al aire atmosférico como aire húmedo, con una temperatura del bulbo húmedo de 21 ºC. El software obtiene la humedad relativa del aire, 70.14%.

AIR

Composición molar de los productos en base húmeda: