Análisis 27: Gas natural con aire húmedo y combustión incompleta

Un gas natural, cuya composición volumétrica es: metano (70%), etano (15%), neopentano (10%) y propano (5%), se quema con un 40% en exceso de aire. Sabiendo que 18 m^3/s de aire seco y el combustible entran en condiciones estándar y los gases de combustión abandonan el combustor a 727ºC. La combustión es incompleta y se conoce la relación molar CO2/CO=5. Humedad relativa del aire del 80%.

Obtener los parámetros más relevantes del proceso reactivo.

Generalmente, el poder calorífico de un combustible se puede explicar sobre dos bases: como poder calorífico superior o poder calorífico bruto y poder calorífico inferior o poder calorífico neto. El poder calorífico superior (HHV) se refiere al calor extraído de la combustión del combustible con el agua original y generada en estado condensado, mientras que el poder calorífico inferior se basa en el agua gaseosa como producto. Los valores caloríficos superiores (HHV) contienen el calor latente de los productos de vapor de agua de la combustión porque se permite que el vapor de agua se condense en agua líquida.

Sobre la base de los valores de la literatura, se desarrollaron algunas ecuaciones experimentales para estimar el HHV de diferentes combustibles; tales como mezcla de hidrocarburos, aceites vegetales, combustible diesel mediante el uso de sus datos de análisis químico elemental.

El poder calorífico es la cantidad de energía liberada por una cantidad unitaria de combustible quemada a temperatura ambiente y los productos de la combustión son enfriados a temperatura ambiente. El poder calorífico se denomina Poder Calorífico Inferior (LHV) cuando el agua de la reacción se convierte en vapor.

La entropía generada del equipo o entropía por irreversibilidades depende de los flujos de entropía de los reactivos y los productos y Q̇f/Tf es la entropía generada por transferencia de calor, la cual es cero en caso de que el sistema sea adiabático.