Análisis 63: Reactor a volumen constante. Presencia de hidrógeno como inquemado
Una mezcla de aire (75 moles) y C2H6 (6 moles) contenido en un depósito de 3 m^3 de volumen es quemada a volumen constante hasta alcanzar la temperatura de 1500ºC de los productos de combustión.
La temperatura de los reactivos inicial es 25ºC. Obtener:
Coeficiente de exceso de aire
Presión total en el estado inicial en kPa
Presión en el estado final en kPa
Relación aire/fuel
Temperatura adiabática de la llama en ºC
Analizar la posibilidad de la presencia de oxígeno en los productos de combustión. ¿Cómo afecta?
Analizar la posibilidad de la presencia de hidrógeno en los productos de combustión. ¿Cómo afecta?
Nota: Considerar las sustancias gases ideales.
Reacción TEÓRICA:
C2H6 + 3.5 (O2+3.76 N2)2 CO2 + 3 H2O + 13.16 N2
Reacción REAL:
6 C2H6 + 15.756 (O2+3.76 N2)1.512 CO2 + 10.488 CO + 18 H2O + 59.24 N2
Dividiendo por 6 la anterior:
C2H6 + 2.626 (O2+3.76 N2)0.252 CO + 1.748 CO + 3 H2O + 9.873 N2
Coef. de exceso de aire: λ = 2.626/3.5 = 0.75
Por ejemplo, introducimos la relación CO2/CO = 0.1. Si esta relación no es adecuada (valores elevados en este caso), no ajustará el balance de materia, y THERMOCombustion no permitirá la presencia de O2.
El coeficiente de exceso de aire se mantiene constante, pero varía la cantidad de moles de productos, que se incrementa levemente, lo que hace que aumente la presión de los productos de combustión.
Como era de esperar, al modificarse el balance de materia, la temperatura adiabática de la llama se modifica.
Ahora, por ejemplo, introducimos la relación H2/CO = 1. Si esta relación no es adecuada (valores elevados en este caso), no ajustará el balance de materia, y THERMOCombustion no permitirá la presencia de H2.
El coeficiente de exceso de aire se mantiene constante, pero varía la cantidad de moles de productos, que se incrementa levemente, lo que hace que aumente la presión de los productos de combustión.
Como era de esperar, al igual que antes, al modificarse el balance de materia, la temperatura adiabática de la llama se modifica. Pero en este caso, la presencia de gran cantidad de inquemados (H2) y mayor cantidad de O2, hace que esta temperatura decrezca considerablemente.
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