Análisis 26: Composición volumétrica de los productos en base seca, sin presencia de hidrógeno

Un combustible líquido (0.33 kg/s) compuesto por la siguiente mezcla volumétrica:

50% Octano, 25% Dodecano, 15% Tolueno y 10% Etanol

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

10% CO2 y 1% O2 (no hay presencia de H2)

El combustible y el aire (humedad relativa del 80%) entran en condiciones estándar y los productos salen a 727ºC y 1 bar. Obtener:

1. Composición de los humos en base húmeda

2. Relación aire/combustible

3. Coeficiente de exceso de aire

4. Poderes caloríficos

5. Propiedades del combustible y del flue gas

6. Calor de combustión

7. Temperatura adiabática de la llama

8. Eficiencia

9. Análisis de las fracciones molares de los productos de combustión en función del coeficiente de exceso de aire

10. Diagrama de Ostwald

11. Análisis de exergético

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

Donde el coeficiente de exceso de aire está referido al aire seco.

Composición molar de los productos en base húmeda:

Composición molar de los productos en base seca:

Poderes caloríficos:

La energía libre es una función de estado, al igual que la entropía y la entalpía; por ello, podemos combinar algebraicamente las ecuaciones químicas, y de esta forma calcular la energía libre de un gran número de reacciones. Puesto que sólo tiene sentido termodinámico la variación de energía libre, debemos definir unas condiciones normales o estándar, (25º C de temperatura y 1 atmósfera de presión) y asignar un valor cero a la energía libre. Por convenio, el valor cero de energía libre se asigna a la energía libre de formación de los elementos, en condiciones normales y en su forma más estable.

La energía libre estándar de formación de un compuesto se define como el cambio de energía libre que acompaña al proceso de formación de un mol de dicho compuesto en su estado estándar, a partir de sus elementos en sus estados estándar e indica la tendencia que tienen los elementos a formar un determinado compuesto, a 1 atm de presión y a 25º C.

Temperatura adiabática de la llama.

Transferencia de calor (calor de combustión):

Se puede comprobar que la fracción molar de CO(g) en base seca es de aproximadamente 5.8%, coincidente con lo obtenido analíticamente.