Combustión,
combustibles y poder
calorifico.
Materia: Ingenieria de Servicios Auxiliares
Profesora: Maria Antonieta
Instituto Tecnologico de Tijuana
Alumno: Renteria Garcia Cesar Horacio
Carrera: Ingenieria Quimica
No. de Control 08211492

Combustión

• La combustion o quema es la secuencia de reacciones
quimicas entre un combustible y un oxidante acompanado
por la produccion de calor y la conversion de sus especies
quimicas.

• La liberacion del calor puede resultar en la produccion de
luz en la forma de ya sea de brillo o flama.

• En una reaccion de combustion completa, un compuesto
reacciona con un agente oxidante, como por ejemplo
oxigeno o fluor y los productos son compuestos de cada
elemento en el combustible con el elemento oxidante:
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O + energia

En el caso de combustion de hidrogeno y oxigeno
2 H2 + O2 → 2 H2O(g) + energia
el resultado para este caso es vapor de agua

La combustion totalmente completa es casi imposible de
lograr, en la realidad cuando una reccion de combustion
alcanza el equilibrio una variedad de especies menores
estaran presentes tales como monoxido de carbono y
carbon puro (cenizas) adicionalmente la reaccion con el
nitrogeno del aire tambien creara diversas formas de
oxidos nitrosos.

• Los combustibles de interes usualmente incluyen
compuestos organicos (especialmente hidrocarburos) ya
sea en fase liquida, solida o gasesosa.

Tipos de combustión

Combustión completa
• Ocurre cuando las sustancias combustibles reaccionan hasta el
máximo grado posible de oxidación. En este caso no habrá
presencia de sustancias combustibles en los productos o humos de
la reacción. En esta se forma el oxido correspondiente de el
combustible mas agua.
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
2 CH4 + 3 O2 → 2 CO + 4 H2O
a altas temperaturas:
N2 + O2 → 2 NO
N2 + 2 O2 → 2 NO2

Combustión incompleta
• Se produce cuando no se alcanza el grado máximo de
oxidación y hay presencia de sustancias combustibles en
los gases o humos de la reacción, por ejemplo la
combustion incompleta del etanol forma acetaldehido el
cual es un compuesto muy peligroso para los seres vivos,
y del carbon monoxido de carbono el cual es altamente
toxico.

Combustión estequiométrica o
teórica
• Es la combustión que se lleva a cabo con la cantidad mínima de
aire para que no existan sustancias combustibles en los gases
de reacción. En este tipo de combustión no hay presencia de
oxigeno en los humos, debido a que este se ha empleado
íntegramente en la reacción.

Combustión con exceso
de aire
• Es la reacción que se produce con una cantidad de aire superior
al mínimo necesario. Cuando se utiliza un exceso de aire, la
combustión tiende a no producir sustancias combustibles en
los gases de reacción. En este tipo de combustión es típica la
presencia de oxigeno en los gases de combustión.
La razón por la cual se utiliza normalmente un
exceso de aire es hacer reaccionar
completamente el combustible disponible en el
proceso.

Combustión con defecto de
aire
• Es la reacción que se produce con una menor cantidad de
aire que el mínimo necesario. En este tipo de reacción es
característica la presencia de sustancias combustibles en
los gases o humos de reacción.

Combustión latente
• La combustion latente humeantes es el lenta, a baja
temperatura, la forma de la combustión es sin llama,
sostenida por el calor desprendido cuando el
oxígeno ataca directamente a la superficiede un
combustible en la fase condensada. Es una reacción
de combustión incompleta típicamente. Los
materiales sólidos que puedan sostener una
reacción ardiente incluyen el carbón, celulosa,
madera, algodón, tabaco,
turba, mantillo, humus, espumas sintéticas, polímeros
de carbonización como espuma de poliuretano, y el
polvo. Ejemplos comunes de los
fenómenos latentes son la iniciación de los
incendiosresidenciales en muebles tapizados por
fuentes de calor débiles (por
ejemplo, uncigarrillo, un cable en cortocircuito),
y la combustión de la biomasa persistente detrás
del frente de la llama de incendios forestales.

Combustión rapida
• La combustión rápida es una forma de combustión, también conocida
como incendio, en el que grandes cantidades de calor y energía de la
luz son liberados, que a menudo resulta en una llama. Esto se utiliza
en una forma de máquinas tales como motores de combustión
interna y en las armas termobáricas. A veces, un gran volumen de
gas es liberado en la combustión, además de la producción de calor y
la luz. La evolución repentina de grandes cantidades de gas crea una
presión excesiva que produce un ruido fuerte. Tal combustión se
conoce como una explosión. La combustión no necesita implicar por
ejemplo, el hidrógeno en cloro para forma cloruro de hidrógeno con la
liberación de calor y la luz característica de la combustión.

Combustión turbulenta
• La combustión resultante en una llama turbulenta es el
más utilizado para la aplicación industrial (por
ejemplo, turbinas de gas, motores de gasolina, etc) debido
a la turbulencia ayuda al proceso de mezcla entre el
combustible y el oxidante.

Combustión en
microgravedad
Los procesos de combustión se comportan de forma
diferente en un ambiente de microgravedad que
en condiciones de gravedad de la Tierra, debido a la falta de
flotabilidad. Por ejemplo, llama de una vela toma la forma
de una esfera.
La investigación de la combustión en
microgravedad contribuye a la comprensión de la seguridad
de fuego en naves espaciales y diversos aspectos de la
física de la combustión.

Micro combustión
• Los procesos de combustión que ocurren en un
volumen muy pequeño de combustión son considerados
como micro. La distancia de enfriamiento juega un papel
vital en la estabilización de la llama en la cámara de tales
combustiónes.

• Diferentes colores de flama cambiando la cantidad
de oxigeno en un mechero

Combustibles

• Se define como combustible a cualquier material capaz de
liberar energia cuando se oxida de forma violenta con
desprendimiento de calor poco a poco

• Consiste en liberación de una energía de su forma
potencial (energía química) a una forma utilizable sea
directamente (energía térmica) o energía mecánica
(motores térmicos) dejando como residuo calor (energía
térmica).

• De manera general se puede considerar combustible a
toda quella sustancia suceptible a quemarse, aunque hay
excepciones.

Tipos de combustibles

• Entre los combustibles sólidos se incluyen el carbón,
la madera y la turba.

• Entre los combustibles fluidos, se encuentran
los líquidos como el gasóleo, el queroseno o
la gasolina (o nafta).

• Gaseosos, como el gas natural o los gases licuados de
petróleo (GLP), representados por el propano y el butano.

• Se llaman también combustibles a las sustancias
empleadas para producir la reacción nuclear en el proceso
de fisión, aunque este proceso no es propiamente
una combustión.

Poder calorifico en los
combustibles
CP

• La principal característica de un combustible es el calor
desprendido por la combustión completa una unidad de
masa (kilogramo) de combustible, llamado poder
calorífico

Se mide en julios por kilogramo, en el sistema
internacional (SI) (normalmente en kilojulios por
kilogramo, ya que el julio es una unidad muy pequeña)

En el sistema técnico de unidades, en calorías por
kilogramo

En el sistema ingles en BTU por libra.

Tabla de poderes caloríficos de
sustancias combustibles
Combustible MJ/kg kcal/kg
Gas natural 53,6 12 800
Acetileno 48,55 11 600
Propano
Gasolina
Butano
46,0 11 000
Gasoil 42,7 10 200
Fueloil 40,2 9 600
Antracita 34,7 8 300
Coque 32,6 7 800
Gas de alumbrado 29,3 7 000
Alcohol de 95º 28,2 6 740
Lignito 20,0 4 800
Turba 19,7 4 700
Hulla 16,7 4 000

Valores de poder
calorifico de
combustibles comunes
Fuel kJ/g kcal/g BTU/lb
Hydrogen 141.9 33.9 61,000
Gasoline 47.0 11.3 20,000
Diesel 45.0 10.7 19,300
Ethanol 29.7 7.1 12,000
Propane 49.9 11.9 21,000
Butane 49.2 11.8 21,200
Wood 15.0 3.6 6,000
Coal (Lignite) 15.0 4.4 8,000
Coal (Anthracite) 27.0 7.8 14,000
Natural Gas 54.0 13.0 23,000

Valores de poder calorificos
elevados de combustibles no tan
comunes
Fuel HHV MJ/kg BTU/lb kJ/mol
Methanol 22.7 9,800 726.0
Ethanol 29.7 12,800 1,300.0
Propanol 33.6 14,500 2,020.0
Acetylene 49.9 21,500 1,300.0
Benzene 41.8 18,000 3,270.0
Ammonia 22.5 9,690 382.0
Hydrazine 19.4 8,370 622.0
Hexamine 30.0 12,900 4,200.0
Carbon 32.8 14,100 393.5

Referencias
http://en.wikipedia.org/wiki/Combustion
http://www.textoscientificos.com/quimica/combustion
http://es.wikipedia.org/wiki/Combustible
http://en.wikipedia.org/wiki/Heat_of_combustion

Por su atención
GRACIAS!