Análisis 29: Índices de intercambiabilidad, diagramas de Sankey y Grassmann

Acetileno a 25ºC y 1 bar se quema con aire seco que entra a la cámara de combustión adiabática a 117ºC y 1 bar. Los gases de combustión abandonan el combustor a 727ºC. La combustión es completa. Obtener los parámetros más relevantes del proceso reactivo, incluyendo los índices de intercambiabilidad, diagramas de Sankey y Grassmann.

El acetileno o etino es el alquino más sencillo. Es un gas altamente inflamable,

un poco más ligero que el aire e incoloro. En petroquímica se obtiene el acetileno por enfriamiento rápido de una llama de gas natural o de fracciones volátiles del petróleo con aceites de elevado punto de ebullición.

Con los datos de partida del problema, donde no es conocido el coeficiente de exceso de aire ni tampoco la composición de los productos de combustión, es necesario aplicar un balance de energía junto con el balance de materia para resolver este caso. Todo esto lo hace directamente el software desde el menú del balance de materia.

Desde un punto de vista práctico, los gases de la misma familia son intercambiables, es decir tienen un comportamiento similar en los quemadores produciendo los mismos resultados de combustión (el mismo flujo calorífico y el mismo tipo de llama) sin necesidad de adaptar los quemadores.

Debido a la diversificación de las fuentes de combustible gaseoso, la posibilidad de predecir la intercambiabilidad de un gas combustible por otro gas o una mezcla de gases en una de combustión, ha generado un creciente interés en el desarrollo de métodos cualitativos y cuantitativos que permitan estimar el cambio relativo del comportamiento de la combustión, luego de sustituir el gas combustible para el cual se ajustó originalmente el quemador. Entre los métodos principales se encuentran Índices Simples y Múltiples, además de las aproximaciones de Gráficas, más ampliamente aceptadas en Europa. Entre los índices más importantes desarrollados para evaluar el desempeño de un gas, se encuentran los índices de puntas amarillas, retrollama, desprendimiento y combustión incompleta.

El índice de Wobbe relaciona el poder calorífico superior con la raíz cuadrada de la densidad relativa del combustible y es un parámetro que se utiliza muy a menudo para caracterizar la intercambiabilidad de un combustible.