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Un motor a 1500 rpm consume gas metano. Sus emisiones medidas en base volumétrica y seca son las siguientes:
CO2 (10.4 %)
CO (1.1 %)
H2(0.6 %)
O2 (0.9%)
NO (600 ppm)
HC (1100 ppm, como metano)
Sabiendo que el consumo específico de combustible es 250 g/kWh. La temperatura de los productos de combustión es 1000K. Obtener las emisiones de CO, NO e inquemados en g/kWh.
Obtener el calor intercambiado, eficiencia y análisis de exergía.
Es conocido que la mayoría de los hidrocarburos que aparecen en los productos de la combustión de un motor de combustión están asociados a fenómenos que ocurren en las paredes de la cámara de combustión como el apagado de la llama y la condensación del combustible. Se ha demostrado además que los gases de escape pueden no constituir una muestra representativa de los productos totales de la cámara de combustión ya que los productos próximos a las paredes no se agotan por completo. Así, los gases residuales que quedan en la cámara de combustión contienen un porcentaje de hidrocarburos considerablemente mayor que los productos de escape. Esta diferencia aumenta mucho cuando las temperaturas de las paredes de la cámara son lo suficientemente bajas como para producir la condensación del combustible. Parece posible que estos efectos puedan desempeñar un papel importante en la formación de depósitos en las paredes de la cámara de combustión y podrían verse afectados por el tipo de combustible y el diseño de la cámara de combustión.
Para tener en cuenta la presencia de NO(g) es necesario recurrir a la disociación química, y modificando la temperatura de equilibrio, podemos ajustar el valor de 600 ppm (0.06%) de NO en base seca (sin presencia de vapor de agua). Este valor se consigue para una temperatura de equilibrio de 1400ºC.
Sabiendo que en 1 kWh se consumen 250 g de CH4:
Emisiones de CO:
0.094746 moles CO ∙ 28.01 / (1 mol CH4 ∙ 16.04) ∙ 250 g = 41.36 g/kWh
Emisiones de NO:
0.005168 moles NO ∙ 30.00 / (1 mol CH4 ∙ 16.04) ∙ 250 g = 2.41 g/kWh
Emisiones de inquemados en forma de CH4:
0.009475 moles CH4 ∙ 16.04 / (1 mol CH4 ∙ 16.04) ∙ 250 g = 2.36 g/kWh
