SlideShare une entreprise Scribd logo
1  sur  32
Télécharger pour lire hors ligne
FUEGO
CALOR
1. ECUACION DE COMBUSTION
COMBUSTIBLE + AIRE PRODUCTOS DE LA COMBUSTION
C
C2H5OH
C3H8
C8H18
C16H32
CARBON
% C
% H2
% S
% O2
% N2
% h
% Z
a) Ec. de combustión
1) ideal
2) con Exceso
3) con Déficit
b) A /C
c) Wg Y Wg/s
d) PCS Y PCI
e) Análisis Vol. Y Gravimétrico
f) PMg
g) Pp
h) Volumen del aire para la combustión
i) Volumen de los gases de combustión
FALTA
VOLUMENES
VA = A / C X RA X TA = m o´ ft aire
PA Kg comb Lb comb.
VA = volumen del aire
A = Kg o Lb aire
C Kg o Lb comb.
TA = Temperatura del aire en °K o °R
= °C + 273 = °K
= °F + 460 = °R
PA = Presión del aire
= Kg o Lb
m ft
RA = m o ft R de los gases
°K °R
3
3
2
2
R = P V = 1 X 22.4 = o.o82 lts. atm
n T 1 x 273 g mol °K
Condiciones estándar:
P = 1 atm presión
V = 22.4 lts. Volumen
T = 0 °C = 273 °K temperatura
GASTO VOLUMEN DEL AIRE
VA = V AIRE X Consumo de Combustible = m aire
m aire x Kg comb. hora
Kg comb. Hr.
3
3
GASTO
CONDICIONES ESTANDAR
P = 1 atm = 1.0333 Kg x 10 cm
cm 1 m
= 1.0333 x 10 Kg
m
V = 22. 4 m
T = 0 °C = 273 °K
R = P V = 1.0333 x 10 x 22.4
PM x T PM x 273
R = 850 = m
PM °K
2
2
4
2
4
2
4
3
R = 850
PMp (Peso molecular gas)
PARA EL AIRE
RA = 850 = 29.4 m
28.84 °k
EN EL SISTEMA INGLES
P = 1 atm = 14.7 Lb X ( 12 ) in
in 1 ft
P = 14.7 X 144 Lb = 2,116.8 Lb
ft ft
V = 359 ft
lb mol
T = 32 °F + 460 = 492 °R
R = 14.7 X 144 X 359
PMp X 492
R = 1545 = ft PARA EL AIRE RA = 1545 = 53.5 ft
PMp °R 28.84 °R
2
2
2
3
2
2
2
PARA CALCULAR EL VOLUMEN OCUPADO POR EL AIRE ( VA )
VA = WA X RA X TA
P
WA = A/C AIRE PRACTICO
RA = R del aire :. 29.4 m/ °K ; 53.5 ft / °R
TA = TEMPERATURA ABSOLUTA
P = PRESION
PARA CALCULAR EL VOLUMEN OCUPADO POR LOS GASES DE
COMBUSTION ( Vg )
Vg = Wg X Rg X Tg
P
Wg = Peso de los gases de combustión = Ap + ( 1 – z )
Tg = Temperatura de los gases de combustión
Rg = 850 / PM gases o 1545 / PM gases
=
=
m³ aire / kg comb.
ft³ gases / lb comb.
PRINCIPALES REACCIONES QUE TIENEN LUGAR EN LA
COMBUSTION Y CALOR DESPEDIDO POR KILOGRAMO DE
COMBUSTIBLE
C + ½ O2 = CO + 22OO
C + O2 = CO + 7960
CO + ½ O2 = CO2 + 2460
H2 + ½ O2 = H2O + 33800
S + O2 = SO2 + 2160
CH4 + 2 O2 = CO2 + 2H2O + 13050
Acetileno = C2 H2 + 2 ½ O2 = 2 CO2 + H2O +12000
Etileno = C2 H4 + 3 O2 = 2 CO2 + 2 H2O + 11850
Etano = C2 H6 + 3 ½ O2 = 2 CO2 + 3 H2O + 12300
Bencina = C6 H6 + 7 ½ O2 = 6 CO2 + 3 H2O + 10200
Octano = C8 H18 + 12 ½ O2 = 8 CO2 + 9 H2O + 11400
H2S + 1 ½ O2 = H2O + SO2 + 3990
La tabla anterior nos permite calcular el poder calorífico de una mezcla de
gases de combustibles
El problema siguiente ilustra el procedimiento :
Calcular el poder calorífico del siguiente gas :
CO2 = 0.1 ; C2 H4 = 0.2 ; H2 = 1.0 ; CO = 0.3 ; C2 H6 = 23.7 ; O2 = 0.2 ;
N2 = 1.4; H2 S = 0.3; CH4 = 72.8
La suma es igual a 100 volúmenes.
gas MOLES PM Kgs(W=n*PM) P.C.S Kcal x Kgs
CO2 0.1 44 4.4 --------
C2H4 0.2 28 5.6 11850 66360
H2 1.0 2 2.0 33800 67600
CO 0.3 28 8.4 2460 20664
C2H6 23.7 30 711.0 12300 8´745,300
O2 0.2 32 6.4 ------- ----------
N2 1.4 28 39.2 ------ ----------
H2S 0.3 34 10.2 3990 40,698
CH4 72.8 16 1164.8 13050 15´200,640
100 1952 24´141,262
PCS = 24´141,262 / 1952 = 12367.4 Kcal / Kg
En un horno se quema gas natural cuya composición en por ciento
volumen es CO = 0.63%; C2H4 =0.85%; H2 = 2.76%; C2H6 = 21.5%;
O2% = 0.58%; N2 = 3.84%; H2S = 0.23%; CH4% = 69.61%
Calcular:
1. La ecuación de la combustión con 20% de faltante de aire,
considerando que en los productos de la combustión solo aparecerá
CO como combustible.
2. La cantidad de aire suministrada en Kg de aire / Kg de combustible
3. El peso de los gases de combustión en Kg de gases / Kg de
combustible
4. El volumen ocupado por el aire en m de aire / Kg de combustible. A
27.5°C y 620 mm Hg.
5. El volumen ocupado por los gases de combustión en m de gases / Kg
de combustible. A 325°C y 620 mm Hg.
6. El análisis volumétrico y gravimétrico de los productos de la
combustión.
7. El PCS y el PCI del combustible, si los poderes caloríficos son:
CH4 = 13050; CO = 2460; C2H4 = 11850; H2S = 3990; C2H6 = 12300
H2 = 33800 ; expresados en Kcal / Kg de combustibles
8. Las presiones parciales de los productos de la combustión.
3
3
Solución:
1.- Determinación de la ecuación de la combustión con 20% de faltante de aire.
0.63 CO + 0.85 C2H4 + 2.76 H2 + 21.5 C2H6 + 0.58 O2 + 3.84 N2 + 0.23 H2S + 69.61 CH4 +
a O2 + a x 3.76 N2 X CO2 + b H2O + Y SO2 + 3.84 + a x 3.76 N2
Balance monoatómico :
C ; 0.63 + 2 x 0.85 + 2 x 21.5 + 69.61 = X :. X = 114.94
H ; 4 x 0.85 + 2 x 2.76 + 6 x 21.5 + 2 x 0.23 + 4 x 69.61 = 2b :. b = 416.82 = 208.41
416.82 2
S ; 0.23 = Y
O; 0.63 + 0.58 x 2 + 2 a = 2x + b + 2Y
0.63 + o.58 x 2 + 2 a = 2 x 114.94 + 208.41 + 2 x 0.23 = 229.88 + 208.41 +
0.46 = 438.75
1.79 + 2 a = 438.75 a = 438.75 – 1.79 :. a = 218.48
2
Ecuación estequiometria
COMB + 218.48 O2 + 218.48 X 3.76 N2 114.94 CO2 + 208.41 H2O +
0.23 SO2 + 3.84 + 821.48 N2
Ecuación de la combustión con 20% de faltante de aire
COMB + 0.8 (218.48 O2) +0.8 ( 218.48 x 3.76)N2 X CO2 + Y CO + 208.41 H2O
+ 0.23 SO2 + 3.84 + 0.8 ( 218.48) (3.76) N2
COMB + 174.784 O2 + 657.18 N2 X CO2 + Y CO + 208.41 H2O + 0.23 SO2
+ 661.02 N2
Balance monoatómico del C y O para obtener las ecuaciones 1 y 2
C ; 114.94 = X + Y --------- (1)
O ; 0.63 + 0.58 x 2 + 174.78 x 2 = 2 X + Y + 208.41 + 0.23 x 2
351.35 = 2 X + Y + 208.87
351.35 – 208.87 = 2 X + Y
142.48 = 2 X + Y -------- ( 2 )
- 114.94 = X - Y -------- ( 1 )
27.54 = X :. Y = 114.94 – 27.54 = 87.40
Ecuación con 20% de faltante de aire
COMB + 174.78 O2 + 657.18 N2 27.54 CO2 + 87.40 CO + 208.41 H2O +
0.23 SO2 + 661.02 N2
2.- Cantidad del aire suministrado en Kg de aire / Kg de combustible
A / C = ( 174.78 + 657.188) 28.84
0.63 x28 + 0.85x28 + 2.76x 2 + 21.5x 30 + .58x 32 + 3.84x 28 + .2x 34 + 69.61x 16
1938.52
A/C = Ap = 23993.95 = 12.3774Kg aire / Kg combustible
1938.52
3.- Determinación del peso de los gases de combustión
Wg = Ap + ( 1- Z ) = 12.377 + ( 1 – 0 ) = 13.377 Kg gases / Kg comb.
4.- Determinación del volumen ocupado por el aire de combustión.
Va = Wa x Ra x Ta = 12.377 x 29.4 x 300.5 = 109,347.08 = 12.971 m aire
P 620 / 760 ( 10333 ) 8429.55 Kg comb
3
5.- Determinación del volumen de los gases de combustión
Vg = Wg x Rg x Tg = 13.377 x x 598 = 25798.13 = 30.60
P 8429.55 8429.55
Vg = 30.60 m de gases / Kg comb.
PMg = 0.028x 44 + 0.0893x 28 + 0.212x 18 + .0003x 64 + 0.671x 28
= 26.35 Kg / Kg mol
Rg = 850 = 32.25 m / °K
26.35
3
32.25
6.- Calculo del análisis volumétrico y gravimétrico de los
gases de combustión
Producto de la
combustión ηg
Fracción
mol
% mol PM Kg % peso
CO2 27.548 0.028 2.80 44 1212.112 4.67
CO 87.392 0.089 8.900 28 2446.97 9.435
H2O 208.41 0.212 21.20 18 3751.38 14.465
SO2 0.23 0.0003 0.03 64 14.72 0.057
N2 661.02 0.6713 67.13 28 18508.56 71.36
TOTAL 984.6
η
100 - - - 25,933.74 100
T
7.- Determinación del PCS y del PCI
Comb. % mol PM Kgs Kcal / Kg
de comb.
Kcal /
componente
CO 0.63 28 17.64 2460 43,394.4
C2H4 0.85 28 23.8 11850 282,030
H2 2.76 2 5.52 33800 186,576
C2H6 21.50 30 645 12300 7´933,500
O2 0.58 32 18.56 - - - - ----------
N2 3.84 28 107.52 - - - - ---------------
H2S 0.23 34 7.82 3990 31201.80
CH4 69.61 16 1113.76 13050 14´534,568
TOTAL 100 - - - 1939.62 23´011,270.2
PCS = ( 23´011,270.2 / 1939.62 ) = 11,863.803 Kcal / Kg comb.
PCI = PCS – λ A = 11863.803 – 1160.448 = 10,688.87 Kcal / Kg
comb.
A = 208.41 x 18 = 1.934 Kg de agua / Kg comb
1939.62
λA = 600 x 1.934 = 1160.448 K cal
8.- Calculo de presiones parciales de los productos de la
combustión
Pp = 0.028x 620 = 17.36 mm Hg
Pp = 0.089x 620 = 55.18 mm Hg
Pp = 0.212 x 620 = 131.44 mm Hg
Pp = 0.00023 x 620 = 0.1426 mm Hg
CO2
CO
H2O
SO2
N2
= 620 mm Hg
En un horno se quema carbón cuya composición en por ciento peso es
C = 80.70% ; H2 = 4.17%; H2O = 3.51% ; O2 = 2.79 %; N2 = 1.26% ;
S = 0.94% ; z = 6.63%
Calcular :
1. La ecuación de la combustión con 20% de faltante de aire,
considerando que en los productos de la combustión solamente
aparecerá CO como combustible.
2. La cantidad de aire suministrada en Lb de aire / Lb de combustible
3. El peso de los gases de combustión en Lb de gases / Lb de
combustible.
4. El volumen ocupado por el aire en ft de aire / Lb de combustible-
a 77 °F y 620 mm Hg.
5. El volumen ocupado por los gases de combustión en ft de gases /
Lb de combustible. A 520 °F y 620 mm Hg.
6. El análisis volumétrico y gravimétrico de los productos de la
combustión.
7. El PCS PCI del combustible
8. Las presiones parciales de los productos de la combustión.
3
3
SOLUCION:
1.- Determinación de la ecuación de la combustión con 20% de faltante de aire
Componentes
del
combustible
%
peso
PM moles
C 80.70 12 6.725
H2 4.17 2 2.O85
H2O 3.51 18 0.195
O2 2.79 32 0.087
N2 1.26 28 0.045
S 0.94 32 0.029
Z 6.63 ------ ---------
TOTAL 100 ------ 9.166
6.725 C + 2.085 H2 + 0.195 H2O + 0.087 O2 + 0.045 N2 + 0.O29 S + a O2 +
a * 3.76 N2 X CO2 + b H2O + Y SO2 + 0.045 + a * 3.76 N2
Balance monoatómico
C ; 6.725 = X
H ; 2.085 x 2 + 0.195 x 2 = 2b :. b = 4.56 / 2 = 2.28
O ; 0.195 + 0.087 x 2 + 2 a = 2X + b + 2Y
0.369 + 2 a = ( 2 x 6.725 + 2.28 + 2 x 0.029 ) = 15.788
2 a = 15.788 – 0.369 = 15.419 :. a = 15.419 / 2 = 7.7095
S ; 0.029 = Y
Ecuación estequiometria
COMB + 7.7095 O2 + 7.7095 * 3.76 N2 6.725 CO2 + 2.28 H20 +
0.029 SO2 + 0.045 + 28.9877 N2
COMB + 7.7095 O2 + 28.9877 N2 6.75 CO2 + 2.28 H2O +
0.029 SO2 + 0.045 + 28.977 N2
Ecuación de la combustión con 20% de faltante de aire
COMB + 0.8 (7.7095 ) O2 + 0.8 ( 28.9877 ) N2 XCO2 + YCO +
2.28 H2O + 0.029 SO2 + 0.045 + O.8 ( 28.9877 ) N2
COMB + 6.1676 O2 + 23.1901 N2 X CO2 + YCO + 2.28 H2O
+ 0.029 SO2 + 0.045 + 23.1901 N2
Balance monoatómico de C y O
C ; 6.725 = X + Y ------- EC (1 )
O ; 0.369 + 2 x 6.1676 = 2X + Y +2.28 + 0.029 x 2
0.369 + 12.3352 = 2X + Y + 2.338
12.7042 – 2.338 = 2X + Y
10.3662 = 2X + Y ----- EC (2)
- 6.725 = - X – Y ----- EC (1)
3.6412 = X
:. Y = 6.725 – 3.6412 = 3.0838
ECUACION DE LA COMBUSTION CON 20% DE FALTANTE DE AIRE
COMB + 6.1676 O2 + 23.1901 N2 3.6412 CO2 + 3.0838 CO +
2.28 H2O + 0.029 SO2 + 0.045 + 23.1901 N2
2.- Relación aire combustible
A / C = Ap = ( 6.2676 + 23.1901 ) 28.84 = 8.495
100
A / C = 8.495 Lb aire / Lb combustible
3.- El peso de los gases de combustión en Lb gases I Lb combustible
Wg = Ap + ( 1 – z ) = 8.495 + ( 1 – 0.0663 ) = 8.495 + 0.9337 = 9.428
4.- El volumen ocupado por el aire en ft de aire / Lb combustible
VA = WA x RA x TA = 8.495 x 53.5 x 537 = 244057.10
P 1726.863 1726.863
VA = 141.32 ft de aire / Lb combustible
P = 620 / 760 x 14.7 x 144 = 1726.863 Lb / ft
5.- Calculo del volumen ocupado por los gases de combustión
Vg = Wg x Rg x Tg = 9.428 x 52.851 x 980 = 4488313.64
P 1726.863 1726.863
Vg = 282.774 ft gases de combustión / Lb de combustible
Rg = 1545 / 29.233 = 52.851 ft / °R
PM g = 0.1128 x 44 + 0.0955x 28 + 0.0766 x 18 + .0009x 64 + 0.7200 x 28
PMg = 29.233 Lb / Lb mol
2
3
3
3
3
6.- Análisis volumétrico y gravimétrico de los gases de combustión
Productos
de la
combustion
moles % mol Fraccion
mol
PM PESO %
PESO
CO2 3.6412 11.284 O.1128 44 160.2128 17.043
CO 3.0838 9.556 0.0955 28 86.3464 9.186
H2O 2.28 7.066 0.0706 18 41.040 4.366
SO2 0.029 0.089 0.00089 64 1.8560 0.197
N2 23.2351 72.004 0.7200 28 650.5828 69.208
TOTAL 32.2691 100 ----- 940.038 100
7.- Calculo del PCS y PCI del combustible
PCS = 14500C + 62000 ( H2 – O2 ) + 4000 S
8
PCS = 14500 ( .80) + 62000 ( (0.0417) – ( .0279) ) + 4000 ( 0.0094)
8
PCS = 13,993.6 Btu / Lb combustible
PCI = PCS – λA = 13993.6 – 443.232 = 13550.368 Btu / Lb comb.
A = 2.28 x 18 = 0.4104 lb de agua / Lb comb
100
λA = 1080 x 0.4104 = 443.232 Btu / Lb comb
8.- Calculo de las presiones parciales
Pp = 0.11284 x 620 = 69.93 mm Hg
Pp = 0.955 x 620 = 59.21 mm Hg
Pp = 0.07066 x 620 = 43.77 mm Hg
Pp = 0.0009 x 620 = 0.558 mm Hg
Pp = .7200 x 620 = 446.4 mm Hg
co2
co
H2O
SO2
N2
PROBLEMA:
En el horno de un generador de vapor se emplea gas natural como combustible, la
composición volumétrica es la siguiente :
CO = 0.45%; H2 = 1.82%; CH4 = 93.33%; C2H4 = 0.25%; H2S = 0.18; O2 = 0.35%; CO2 = 0.22; N2 = 3.4
Se desea conocer lo siguiente:
1. La ecuación de la combustión cuando se emplea 15% de exceso de aire
2. La relación aire- combustible en Kg de aire / Kg de combustible
3. El peso de los gases de combustión en Kg de gases / Kg de combustible
4. El volumen ocupado por el aire a 27 °C y una presión de 0.825 K / cm
5. El volumen ocupado por los gases de combustión a 325 °C y una presión de 0.825 Kg /
cm
6. El análisis volumétrico y gravimétrico de los productos de la combustión húmedos y
secos
7. La presión parcial de cada uno delos productos de la combustión
8. El PCS y PCI del combustible CH4 = 13050 ; CO = 2460 ; C2H4 = 11850 ; H2S = 3990
H2 = 33800 expresado en Kcal / Kg de combustible
2
2
Problema :
En el horno de un generador de vapor se quema un gas cuya composición en
porciento volumen es : C3H8 = 32.5%; C2H6 = 7.6% ; O2 = 3.3% ; N2 = 8.5% ;
C4H10 = 39.5% ; CH4 = 8.6%
Calcular :
1. La ecuación de la combustión con 20% de faltante de aire, considerando que en
los productos de la combustión solamente aparecerá CO como combustible
2. la cantidad de aire suministrada en Kg de aire / Kg de combustible
3. El peso de los gases de combustión en Kg de gases / Kg de combustible
4. El volumen ocupado por el aire en m de aire / Kg de combustible. A 25 °C y 635
mm Hg
5. El volumen ocupado por los gases de combustión en m de gases / Kg de
combustible. A 310 °C y 635 mm Hg
6. El análisis volumétrico y gravimétrico de los productos de la combustión
7. El PCS y el PCI del combustible, si los poderes caloríficos son :
CH4 = 13050 ; C4H10 = 11856 ; C3H8 = 12821; C2H6 = 12300 ; H2 = 33800 todos
expresados en Kcal / Kg de combustible
8. Las presiones parciales de los productos de la combustión.
3
3
Problema :
En un horno se quema combustible cuya composición en porciento peso es:
C = 77% ; H2 = 6.5% ; O2 = 2.0%; N2 = 1.8% S = 1.0% ; H2O = 3.0% ; Z = 8.7%
Calcular :
1. La ecuación de la combustión con 10% de faltante de aire, considerando
que en los productos de la combustión solamente aparecerá CO como
combustible.
2. La cantidad de aire suministrada en Lb / Lb de combustible
3. El peso de los gases de combustión en Lb de gases / Lb de combustible
4. El volumen ocupado por el aire en ft de aire / Lb de combustible. A 69 °F y
585 mm Hg.
5. El volumen ocupado por los gases de combustión en ft de gases / Lb
combustible. A 480 °F y 585 mmHg
6. El análisis volumétrico y gravimétrico de los productos de la combustión
7. el PCS y el PCI
8. las presiones parciales de los productos de la combustión.
3
3
Problema :
En el horno de generador de vapor se quema carbón cuya composición en % peso
es C = 74.42 ; H2 = 4.69; O2 = 6.76 ; N2 = 1.39; S = 1.05 ; Z = 8.3 ; h = 3.39
CALCULAR:
1. La ecuación de la combustión con 10% de faltante de aire, considerando que en los
productos de la combustión solamente aparecerá CO como combustible.
2. la cantidad de aire suministrada en kg de aire / Kg combustible
3. El peso de los gases de combustión en Kg de gases / Kg de combustible
4. El volumen ocupado por el aire en m de aire / Kg de combustible . A 28 °C y
742 mm Hg.
5. El volumen ocupado por los gases de combustión en m de gases / Kg de
combustible a 278 °C y 742 mm Hg
6. El análisis volumétrico y gravimétrico de los productos de la combustión
7. El PCS y el PCI del combustible
8. Las presiones parciales de los productos de la combustión
3
3
Problema :
En un horno se quema gas natural cuya composición en por ciento volumen es:
CO = 0.63% ; C2H4 = 0.85% ; H2 = 2.76%; C2H6 = 21.5% ; 02 = 0.58%; N2 = 3.84% ;
H2S = 0.23%; CH4 = 69.61%
CALCULAR:
1. La ecuación de la combustión con 15% de faltante de aire, considerando que en
los productos de la combustión solamente aparecerá CO como combustible.
2. La cantidad de aire suministrada en Lb de aire / Lb de combustible
3. El peso de los gases de combustión en Lb de gases / Lb de combustible
4. El volumen ocupado por el aire en pie de aire / Lb de combustible. A 68 °F y 620
mm Hg.
5. El volumen ocupado por los gases de combustión en pie de gases / Lb de
combustible a 480 °F y 620 mm Hg
6. El análisis volumétrico y gravimétrico de los productos de la combustión
7. El PCS y el PCI del combustible, si los poderes caloríficos son:
CH4 = 13050 ; CO = 2460 ; C2H4 = 11850 ; H2S = 3990 ; C2H6 = 12300 ;
H2 = 33800, todos expresados en Kcal / Kg de combustible.
8. Las presiones parciales de los productos de la combustión.
3
3
Problema :
En el horno de un generador de vapor se quema carbón cuya composición en
porcentaje peso es : C = 74.42% ; H2 = 4.69% ; O2 = 6.76 % , N2 = 1.39% ;
S = 1.95% ; h = 3.39% ; z = 7.4
Calcular :
1. La ecuación de la combustión con 20% de faltante de aire, considerando
que en los productos de la combustión solamente aparecerá CO como
combustible.
2. La cantidad de aire suministrada en Lb aire / Lb combustible
3. El peso de los gases de combustión en Lb de gases / Lb de combustible
4. El Volumen ocupado por el aire en ft de aire / Lb de combustible a 71.5
°F y 710 mm Hg.
5. El volumen ocupado por los gases de combustión en ft de gases / Lb de
combustible a 580 °F y 710 mm Hg.
6. El análisis volumétrico y peso de los productos de la combustión
húmedos y secos
7. EL PCS y PCI del combustible
8. Las presiones parciales de los productos de la combustión.
3
3

Contenu connexe

Similaire à Cálculos de combustión y análisis de productos

Q4 pau-transformaciones energéticasespontaneidadreacciones-soluc
Q4 pau-transformaciones energéticasespontaneidadreacciones-solucQ4 pau-transformaciones energéticasespontaneidadreacciones-soluc
Q4 pau-transformaciones energéticasespontaneidadreacciones-solucmariavarey
 
Tema9aCA_A4.pdf
Tema9aCA_A4.pdfTema9aCA_A4.pdf
Tema9aCA_A4.pdfLuLopez7
 
Ejercicios selectividad termoquimica
Ejercicios selectividad termoquimicaEjercicios selectividad termoquimica
Ejercicios selectividad termoquimicaGracia Gomez Lara
 
2s 2013 química ingenierías segunda evaluación horarios 1-2 version 0-1
2s 2013 química ingenierías segunda evaluación horarios 1-2 version 0-12s 2013 química ingenierías segunda evaluación horarios 1-2 version 0-1
2s 2013 química ingenierías segunda evaluación horarios 1-2 version 0-1ricardo andoni
 
PROBLEMAS DE TERMOQUÍMICA - 2º bach
PROBLEMAS DE TERMOQUÍMICA - 2º bachPROBLEMAS DE TERMOQUÍMICA - 2º bach
PROBLEMAS DE TERMOQUÍMICA - 2º bachVICTOR M. VITORIA
 
Quimica 10 cecot
Quimica 10 cecotQuimica 10 cecot
Quimica 10 cecotrperezcecot
 
S07.s1 OUPI - 2022-2 PROBLEMAS.pdf
S07.s1 OUPI - 2022-2 PROBLEMAS.pdfS07.s1 OUPI - 2022-2 PROBLEMAS.pdf
S07.s1 OUPI - 2022-2 PROBLEMAS.pdfJuanCarlosTG3
 
Optimizacion combustion
Optimizacion combustion Optimizacion combustion
Optimizacion combustion Byron Lemus
 
Complemento Tema 11
Complemento Tema 11Complemento Tema 11
Complemento Tema 11piojitita
 
Refigeracion y aire acondicionado tarea 4
Refigeracion y aire acondicionado tarea 4Refigeracion y aire acondicionado tarea 4
Refigeracion y aire acondicionado tarea 4victorasanchez
 
Problemas de estequiometria de Gases
Problemas de estequiometria de GasesProblemas de estequiometria de Gases
Problemas de estequiometria de GasesFrankLegion
 
Diseño de Intercambiadores Carcasa y Tubos
Diseño de Intercambiadores Carcasa y TubosDiseño de Intercambiadores Carcasa y Tubos
Diseño de Intercambiadores Carcasa y TubosSistemadeEstudiosMed
 
optimización de la combustion.pptx
optimización de la combustion.pptxoptimización de la combustion.pptx
optimización de la combustion.pptxDairoLuisMarriagaTab
 

Similaire à Cálculos de combustión y análisis de productos (20)

Q4 pau-transformaciones energéticasespontaneidadreacciones-soluc
Q4 pau-transformaciones energéticasespontaneidadreacciones-solucQ4 pau-transformaciones energéticasespontaneidadreacciones-soluc
Q4 pau-transformaciones energéticasespontaneidadreacciones-soluc
 
Problemas termodinámica v3
Problemas termodinámica v3Problemas termodinámica v3
Problemas termodinámica v3
 
Problemas de la ley de hess
Problemas de la ley de hessProblemas de la ley de hess
Problemas de la ley de hess
 
Licuables en el gas natural
Licuables en el gas naturalLicuables en el gas natural
Licuables en el gas natural
 
Tema9aCA_A4.pdf
Tema9aCA_A4.pdfTema9aCA_A4.pdf
Tema9aCA_A4.pdf
 
Ejercicios selectividad termoquimica
Ejercicios selectividad termoquimicaEjercicios selectividad termoquimica
Ejercicios selectividad termoquimica
 
2s 2013 química ingenierías segunda evaluación horarios 1-2 version 0-1
2s 2013 química ingenierías segunda evaluación horarios 1-2 version 0-12s 2013 química ingenierías segunda evaluación horarios 1-2 version 0-1
2s 2013 química ingenierías segunda evaluación horarios 1-2 version 0-1
 
PROBLEMAS DE TERMOQUÍMICA - 2º bach
PROBLEMAS DE TERMOQUÍMICA - 2º bachPROBLEMAS DE TERMOQUÍMICA - 2º bach
PROBLEMAS DE TERMOQUÍMICA - 2º bach
 
Termoq ejercicios clase 1
Termoq ejercicios clase 1Termoq ejercicios clase 1
Termoq ejercicios clase 1
 
Quimica 10 cecot
Quimica 10 cecotQuimica 10 cecot
Quimica 10 cecot
 
S07.s1 OUPI - 2022-2 PROBLEMAS.pdf
S07.s1 OUPI - 2022-2 PROBLEMAS.pdfS07.s1 OUPI - 2022-2 PROBLEMAS.pdf
S07.s1 OUPI - 2022-2 PROBLEMAS.pdf
 
Optimizacion combustion
Optimizacion combustion Optimizacion combustion
Optimizacion combustion
 
Complemento Tema 11
Complemento Tema 11Complemento Tema 11
Complemento Tema 11
 
Combustión y combustibles
Combustión y combustiblesCombustión y combustibles
Combustión y combustibles
 
Refigeracion y aire acondicionado tarea 4
Refigeracion y aire acondicionado tarea 4Refigeracion y aire acondicionado tarea 4
Refigeracion y aire acondicionado tarea 4
 
Solución talleres de balance de materia y energía 3 corte a
Solución talleres de balance de materia y energía 3 corte aSolución talleres de balance de materia y energía 3 corte a
Solución talleres de balance de materia y energía 3 corte a
 
Problemas de estequiometria de Gases
Problemas de estequiometria de GasesProblemas de estequiometria de Gases
Problemas de estequiometria de Gases
 
Diseño de Intercambiadores Carcasa y Tubos
Diseño de Intercambiadores Carcasa y TubosDiseño de Intercambiadores Carcasa y Tubos
Diseño de Intercambiadores Carcasa y Tubos
 
optimización de la combustion.pptx
optimización de la combustion.pptxoptimización de la combustion.pptx
optimización de la combustion.pptx
 
008 calderas ok
008 calderas ok008 calderas ok
008 calderas ok
 

Dernier

Tinciones simples en el laboratorio de microbiología
Tinciones simples en el laboratorio de microbiologíaTinciones simples en el laboratorio de microbiología
Tinciones simples en el laboratorio de microbiologíaAlexanderimanolLencr
 
TAREA 8 CORREDOR INTEROCEÁNICO DEL PAÍS.pdf
TAREA 8 CORREDOR INTEROCEÁNICO DEL PAÍS.pdfTAREA 8 CORREDOR INTEROCEÁNICO DEL PAÍS.pdf
TAREA 8 CORREDOR INTEROCEÁNICO DEL PAÍS.pdfAntonioGonzalezIzqui
 
Reporte de Exportaciones de Fibra de alpaca
Reporte de Exportaciones de Fibra de alpacaReporte de Exportaciones de Fibra de alpaca
Reporte de Exportaciones de Fibra de alpacajeremiasnifla
 
CLASe número 4 fotogrametria Y PARALAJE.pptx
CLASe número 4 fotogrametria Y PARALAJE.pptxCLASe número 4 fotogrametria Y PARALAJE.pptx
CLASe número 4 fotogrametria Y PARALAJE.pptxbingoscarlet
 
Clase 2 Revoluciones Industriales y .pptx
Clase 2 Revoluciones Industriales y .pptxClase 2 Revoluciones Industriales y .pptx
Clase 2 Revoluciones Industriales y .pptxChristopherOlave2
 
Comite Operativo Ciberseguridad 012020.pptx
Comite Operativo Ciberseguridad 012020.pptxComite Operativo Ciberseguridad 012020.pptx
Comite Operativo Ciberseguridad 012020.pptxClaudiaPerez86192
 
Condensadores de la rama de electricidad y magnetismo
Condensadores de la rama de electricidad y magnetismoCondensadores de la rama de electricidad y magnetismo
Condensadores de la rama de electricidad y magnetismosaultorressep
 
04. Sistema de fuerzas equivalentes II - UCV 2024 II.pdf
04. Sistema de fuerzas equivalentes II - UCV 2024 II.pdf04. Sistema de fuerzas equivalentes II - UCV 2024 II.pdf
04. Sistema de fuerzas equivalentes II - UCV 2024 II.pdfCristhianZetaNima
 
Elaboración de la estructura del ADN y ARN en papel.pdf
Elaboración de la estructura del ADN y ARN en papel.pdfElaboración de la estructura del ADN y ARN en papel.pdf
Elaboración de la estructura del ADN y ARN en papel.pdfKEVINYOICIAQUINOSORI
 
Magnetismo y electromagnetismo principios
Magnetismo y electromagnetismo principiosMagnetismo y electromagnetismo principios
Magnetismo y electromagnetismo principiosMarceloQuisbert6
 
Residente de obra y sus funciones que realiza .pdf
Residente de obra y sus funciones que realiza  .pdfResidente de obra y sus funciones que realiza  .pdf
Residente de obra y sus funciones que realiza .pdfevin1703e
 
Obras paralizadas en el sector construcción
Obras paralizadas en el sector construcciónObras paralizadas en el sector construcción
Obras paralizadas en el sector construcciónXimenaFallaLecca1
 
01 MATERIALES AERONAUTICOS VARIOS clase 1.ppt
01 MATERIALES AERONAUTICOS VARIOS clase 1.ppt01 MATERIALES AERONAUTICOS VARIOS clase 1.ppt
01 MATERIALES AERONAUTICOS VARIOS clase 1.pptoscarvielma45
 
ECONOMIA APLICADA SEMANA 555555555555555555.pdf
ECONOMIA APLICADA SEMANA 555555555555555555.pdfECONOMIA APLICADA SEMANA 555555555555555555.pdf
ECONOMIA APLICADA SEMANA 555555555555555555.pdffredyflores58
 
Una estrategia de seguridad en la nube alineada al NIST
Una estrategia de seguridad en la nube alineada al NISTUna estrategia de seguridad en la nube alineada al NIST
Una estrategia de seguridad en la nube alineada al NISTFundación YOD YOD
 
ARBOL DE CAUSAS ANA INVESTIGACION DE ACC.ppt
ARBOL DE CAUSAS ANA INVESTIGACION DE ACC.pptARBOL DE CAUSAS ANA INVESTIGACION DE ACC.ppt
ARBOL DE CAUSAS ANA INVESTIGACION DE ACC.pptMarianoSanchez70
 
Voladura Controlada Sobrexcavación (como se lleva a cabo una voladura)
Voladura Controlada  Sobrexcavación (como se lleva a cabo una voladura)Voladura Controlada  Sobrexcavación (como se lleva a cabo una voladura)
Voladura Controlada Sobrexcavación (como se lleva a cabo una voladura)ssuser563c56
 
Controladores Lógicos Programables Usos y Ventajas
Controladores Lógicos Programables Usos y VentajasControladores Lógicos Programables Usos y Ventajas
Controladores Lógicos Programables Usos y Ventajasjuanprv
 
desarrollodeproyectoss inge. industrial
desarrollodeproyectoss  inge. industrialdesarrollodeproyectoss  inge. industrial
desarrollodeproyectoss inge. industrialGibranDiaz7
 
TEXTURA Y DETERMINACION DE ROCAS SEDIMENTARIAS
TEXTURA Y DETERMINACION DE ROCAS SEDIMENTARIASTEXTURA Y DETERMINACION DE ROCAS SEDIMENTARIAS
TEXTURA Y DETERMINACION DE ROCAS SEDIMENTARIASfranzEmersonMAMANIOC
 

Dernier (20)

Tinciones simples en el laboratorio de microbiología
Tinciones simples en el laboratorio de microbiologíaTinciones simples en el laboratorio de microbiología
Tinciones simples en el laboratorio de microbiología
 
TAREA 8 CORREDOR INTEROCEÁNICO DEL PAÍS.pdf
TAREA 8 CORREDOR INTEROCEÁNICO DEL PAÍS.pdfTAREA 8 CORREDOR INTEROCEÁNICO DEL PAÍS.pdf
TAREA 8 CORREDOR INTEROCEÁNICO DEL PAÍS.pdf
 
Reporte de Exportaciones de Fibra de alpaca
Reporte de Exportaciones de Fibra de alpacaReporte de Exportaciones de Fibra de alpaca
Reporte de Exportaciones de Fibra de alpaca
 
CLASe número 4 fotogrametria Y PARALAJE.pptx
CLASe número 4 fotogrametria Y PARALAJE.pptxCLASe número 4 fotogrametria Y PARALAJE.pptx
CLASe número 4 fotogrametria Y PARALAJE.pptx
 
Clase 2 Revoluciones Industriales y .pptx
Clase 2 Revoluciones Industriales y .pptxClase 2 Revoluciones Industriales y .pptx
Clase 2 Revoluciones Industriales y .pptx
 
Comite Operativo Ciberseguridad 012020.pptx
Comite Operativo Ciberseguridad 012020.pptxComite Operativo Ciberseguridad 012020.pptx
Comite Operativo Ciberseguridad 012020.pptx
 
Condensadores de la rama de electricidad y magnetismo
Condensadores de la rama de electricidad y magnetismoCondensadores de la rama de electricidad y magnetismo
Condensadores de la rama de electricidad y magnetismo
 
04. Sistema de fuerzas equivalentes II - UCV 2024 II.pdf
04. Sistema de fuerzas equivalentes II - UCV 2024 II.pdf04. Sistema de fuerzas equivalentes II - UCV 2024 II.pdf
04. Sistema de fuerzas equivalentes II - UCV 2024 II.pdf
 
Elaboración de la estructura del ADN y ARN en papel.pdf
Elaboración de la estructura del ADN y ARN en papel.pdfElaboración de la estructura del ADN y ARN en papel.pdf
Elaboración de la estructura del ADN y ARN en papel.pdf
 
Magnetismo y electromagnetismo principios
Magnetismo y electromagnetismo principiosMagnetismo y electromagnetismo principios
Magnetismo y electromagnetismo principios
 
Residente de obra y sus funciones que realiza .pdf
Residente de obra y sus funciones que realiza  .pdfResidente de obra y sus funciones que realiza  .pdf
Residente de obra y sus funciones que realiza .pdf
 
Obras paralizadas en el sector construcción
Obras paralizadas en el sector construcciónObras paralizadas en el sector construcción
Obras paralizadas en el sector construcción
 
01 MATERIALES AERONAUTICOS VARIOS clase 1.ppt
01 MATERIALES AERONAUTICOS VARIOS clase 1.ppt01 MATERIALES AERONAUTICOS VARIOS clase 1.ppt
01 MATERIALES AERONAUTICOS VARIOS clase 1.ppt
 
ECONOMIA APLICADA SEMANA 555555555555555555.pdf
ECONOMIA APLICADA SEMANA 555555555555555555.pdfECONOMIA APLICADA SEMANA 555555555555555555.pdf
ECONOMIA APLICADA SEMANA 555555555555555555.pdf
 
Una estrategia de seguridad en la nube alineada al NIST
Una estrategia de seguridad en la nube alineada al NISTUna estrategia de seguridad en la nube alineada al NIST
Una estrategia de seguridad en la nube alineada al NIST
 
ARBOL DE CAUSAS ANA INVESTIGACION DE ACC.ppt
ARBOL DE CAUSAS ANA INVESTIGACION DE ACC.pptARBOL DE CAUSAS ANA INVESTIGACION DE ACC.ppt
ARBOL DE CAUSAS ANA INVESTIGACION DE ACC.ppt
 
Voladura Controlada Sobrexcavación (como se lleva a cabo una voladura)
Voladura Controlada  Sobrexcavación (como se lleva a cabo una voladura)Voladura Controlada  Sobrexcavación (como se lleva a cabo una voladura)
Voladura Controlada Sobrexcavación (como se lleva a cabo una voladura)
 
Controladores Lógicos Programables Usos y Ventajas
Controladores Lógicos Programables Usos y VentajasControladores Lógicos Programables Usos y Ventajas
Controladores Lógicos Programables Usos y Ventajas
 
desarrollodeproyectoss inge. industrial
desarrollodeproyectoss  inge. industrialdesarrollodeproyectoss  inge. industrial
desarrollodeproyectoss inge. industrial
 
TEXTURA Y DETERMINACION DE ROCAS SEDIMENTARIAS
TEXTURA Y DETERMINACION DE ROCAS SEDIMENTARIASTEXTURA Y DETERMINACION DE ROCAS SEDIMENTARIAS
TEXTURA Y DETERMINACION DE ROCAS SEDIMENTARIAS
 

Cálculos de combustión y análisis de productos

  • 1. FUEGO CALOR 1. ECUACION DE COMBUSTION COMBUSTIBLE + AIRE PRODUCTOS DE LA COMBUSTION C C2H5OH C3H8 C8H18 C16H32 CARBON % C % H2 % S % O2 % N2 % h % Z a) Ec. de combustión 1) ideal 2) con Exceso 3) con Déficit b) A /C c) Wg Y Wg/s d) PCS Y PCI e) Análisis Vol. Y Gravimétrico f) PMg g) Pp h) Volumen del aire para la combustión i) Volumen de los gases de combustión FALTA
  • 2. VOLUMENES VA = A / C X RA X TA = m o´ ft aire PA Kg comb Lb comb. VA = volumen del aire A = Kg o Lb aire C Kg o Lb comb. TA = Temperatura del aire en °K o °R = °C + 273 = °K = °F + 460 = °R PA = Presión del aire = Kg o Lb m ft RA = m o ft R de los gases °K °R 3 3 2 2
  • 3. R = P V = 1 X 22.4 = o.o82 lts. atm n T 1 x 273 g mol °K Condiciones estándar: P = 1 atm presión V = 22.4 lts. Volumen T = 0 °C = 273 °K temperatura GASTO VOLUMEN DEL AIRE VA = V AIRE X Consumo de Combustible = m aire m aire x Kg comb. hora Kg comb. Hr. 3 3 GASTO
  • 4. CONDICIONES ESTANDAR P = 1 atm = 1.0333 Kg x 10 cm cm 1 m = 1.0333 x 10 Kg m V = 22. 4 m T = 0 °C = 273 °K R = P V = 1.0333 x 10 x 22.4 PM x T PM x 273 R = 850 = m PM °K 2 2 4 2 4 2 4 3
  • 5. R = 850 PMp (Peso molecular gas) PARA EL AIRE RA = 850 = 29.4 m 28.84 °k EN EL SISTEMA INGLES P = 1 atm = 14.7 Lb X ( 12 ) in in 1 ft P = 14.7 X 144 Lb = 2,116.8 Lb ft ft V = 359 ft lb mol T = 32 °F + 460 = 492 °R R = 14.7 X 144 X 359 PMp X 492 R = 1545 = ft PARA EL AIRE RA = 1545 = 53.5 ft PMp °R 28.84 °R 2 2 2 3 2 2 2
  • 6. PARA CALCULAR EL VOLUMEN OCUPADO POR EL AIRE ( VA ) VA = WA X RA X TA P WA = A/C AIRE PRACTICO RA = R del aire :. 29.4 m/ °K ; 53.5 ft / °R TA = TEMPERATURA ABSOLUTA P = PRESION PARA CALCULAR EL VOLUMEN OCUPADO POR LOS GASES DE COMBUSTION ( Vg ) Vg = Wg X Rg X Tg P Wg = Peso de los gases de combustión = Ap + ( 1 – z ) Tg = Temperatura de los gases de combustión Rg = 850 / PM gases o 1545 / PM gases = = m³ aire / kg comb. ft³ gases / lb comb.
  • 7. PRINCIPALES REACCIONES QUE TIENEN LUGAR EN LA COMBUSTION Y CALOR DESPEDIDO POR KILOGRAMO DE COMBUSTIBLE C + ½ O2 = CO + 22OO C + O2 = CO + 7960 CO + ½ O2 = CO2 + 2460 H2 + ½ O2 = H2O + 33800 S + O2 = SO2 + 2160 CH4 + 2 O2 = CO2 + 2H2O + 13050 Acetileno = C2 H2 + 2 ½ O2 = 2 CO2 + H2O +12000 Etileno = C2 H4 + 3 O2 = 2 CO2 + 2 H2O + 11850 Etano = C2 H6 + 3 ½ O2 = 2 CO2 + 3 H2O + 12300 Bencina = C6 H6 + 7 ½ O2 = 6 CO2 + 3 H2O + 10200 Octano = C8 H18 + 12 ½ O2 = 8 CO2 + 9 H2O + 11400 H2S + 1 ½ O2 = H2O + SO2 + 3990 La tabla anterior nos permite calcular el poder calorífico de una mezcla de gases de combustibles
  • 8. El problema siguiente ilustra el procedimiento : Calcular el poder calorífico del siguiente gas : CO2 = 0.1 ; C2 H4 = 0.2 ; H2 = 1.0 ; CO = 0.3 ; C2 H6 = 23.7 ; O2 = 0.2 ; N2 = 1.4; H2 S = 0.3; CH4 = 72.8 La suma es igual a 100 volúmenes. gas MOLES PM Kgs(W=n*PM) P.C.S Kcal x Kgs CO2 0.1 44 4.4 -------- C2H4 0.2 28 5.6 11850 66360 H2 1.0 2 2.0 33800 67600 CO 0.3 28 8.4 2460 20664 C2H6 23.7 30 711.0 12300 8´745,300 O2 0.2 32 6.4 ------- ---------- N2 1.4 28 39.2 ------ ---------- H2S 0.3 34 10.2 3990 40,698 CH4 72.8 16 1164.8 13050 15´200,640 100 1952 24´141,262
  • 9. PCS = 24´141,262 / 1952 = 12367.4 Kcal / Kg
  • 10. En un horno se quema gas natural cuya composición en por ciento volumen es CO = 0.63%; C2H4 =0.85%; H2 = 2.76%; C2H6 = 21.5%; O2% = 0.58%; N2 = 3.84%; H2S = 0.23%; CH4% = 69.61% Calcular: 1. La ecuación de la combustión con 20% de faltante de aire, considerando que en los productos de la combustión solo aparecerá CO como combustible. 2. La cantidad de aire suministrada en Kg de aire / Kg de combustible 3. El peso de los gases de combustión en Kg de gases / Kg de combustible 4. El volumen ocupado por el aire en m de aire / Kg de combustible. A 27.5°C y 620 mm Hg. 5. El volumen ocupado por los gases de combustión en m de gases / Kg de combustible. A 325°C y 620 mm Hg. 6. El análisis volumétrico y gravimétrico de los productos de la combustión. 7. El PCS y el PCI del combustible, si los poderes caloríficos son: CH4 = 13050; CO = 2460; C2H4 = 11850; H2S = 3990; C2H6 = 12300 H2 = 33800 ; expresados en Kcal / Kg de combustibles 8. Las presiones parciales de los productos de la combustión. 3 3
  • 11. Solución: 1.- Determinación de la ecuación de la combustión con 20% de faltante de aire. 0.63 CO + 0.85 C2H4 + 2.76 H2 + 21.5 C2H6 + 0.58 O2 + 3.84 N2 + 0.23 H2S + 69.61 CH4 + a O2 + a x 3.76 N2 X CO2 + b H2O + Y SO2 + 3.84 + a x 3.76 N2 Balance monoatómico : C ; 0.63 + 2 x 0.85 + 2 x 21.5 + 69.61 = X :. X = 114.94 H ; 4 x 0.85 + 2 x 2.76 + 6 x 21.5 + 2 x 0.23 + 4 x 69.61 = 2b :. b = 416.82 = 208.41 416.82 2 S ; 0.23 = Y O; 0.63 + 0.58 x 2 + 2 a = 2x + b + 2Y 0.63 + o.58 x 2 + 2 a = 2 x 114.94 + 208.41 + 2 x 0.23 = 229.88 + 208.41 + 0.46 = 438.75 1.79 + 2 a = 438.75 a = 438.75 – 1.79 :. a = 218.48 2
  • 12. Ecuación estequiometria COMB + 218.48 O2 + 218.48 X 3.76 N2 114.94 CO2 + 208.41 H2O + 0.23 SO2 + 3.84 + 821.48 N2 Ecuación de la combustión con 20% de faltante de aire COMB + 0.8 (218.48 O2) +0.8 ( 218.48 x 3.76)N2 X CO2 + Y CO + 208.41 H2O + 0.23 SO2 + 3.84 + 0.8 ( 218.48) (3.76) N2 COMB + 174.784 O2 + 657.18 N2 X CO2 + Y CO + 208.41 H2O + 0.23 SO2 + 661.02 N2 Balance monoatómico del C y O para obtener las ecuaciones 1 y 2 C ; 114.94 = X + Y --------- (1) O ; 0.63 + 0.58 x 2 + 174.78 x 2 = 2 X + Y + 208.41 + 0.23 x 2 351.35 = 2 X + Y + 208.87 351.35 – 208.87 = 2 X + Y 142.48 = 2 X + Y -------- ( 2 ) - 114.94 = X - Y -------- ( 1 ) 27.54 = X :. Y = 114.94 – 27.54 = 87.40
  • 13. Ecuación con 20% de faltante de aire COMB + 174.78 O2 + 657.18 N2 27.54 CO2 + 87.40 CO + 208.41 H2O + 0.23 SO2 + 661.02 N2 2.- Cantidad del aire suministrado en Kg de aire / Kg de combustible A / C = ( 174.78 + 657.188) 28.84 0.63 x28 + 0.85x28 + 2.76x 2 + 21.5x 30 + .58x 32 + 3.84x 28 + .2x 34 + 69.61x 16 1938.52 A/C = Ap = 23993.95 = 12.3774Kg aire / Kg combustible 1938.52 3.- Determinación del peso de los gases de combustión Wg = Ap + ( 1- Z ) = 12.377 + ( 1 – 0 ) = 13.377 Kg gases / Kg comb. 4.- Determinación del volumen ocupado por el aire de combustión. Va = Wa x Ra x Ta = 12.377 x 29.4 x 300.5 = 109,347.08 = 12.971 m aire P 620 / 760 ( 10333 ) 8429.55 Kg comb 3
  • 14. 5.- Determinación del volumen de los gases de combustión Vg = Wg x Rg x Tg = 13.377 x x 598 = 25798.13 = 30.60 P 8429.55 8429.55 Vg = 30.60 m de gases / Kg comb. PMg = 0.028x 44 + 0.0893x 28 + 0.212x 18 + .0003x 64 + 0.671x 28 = 26.35 Kg / Kg mol Rg = 850 = 32.25 m / °K 26.35 3 32.25
  • 15. 6.- Calculo del análisis volumétrico y gravimétrico de los gases de combustión Producto de la combustión ηg Fracción mol % mol PM Kg % peso CO2 27.548 0.028 2.80 44 1212.112 4.67 CO 87.392 0.089 8.900 28 2446.97 9.435 H2O 208.41 0.212 21.20 18 3751.38 14.465 SO2 0.23 0.0003 0.03 64 14.72 0.057 N2 661.02 0.6713 67.13 28 18508.56 71.36 TOTAL 984.6 η 100 - - - 25,933.74 100 T
  • 16. 7.- Determinación del PCS y del PCI Comb. % mol PM Kgs Kcal / Kg de comb. Kcal / componente CO 0.63 28 17.64 2460 43,394.4 C2H4 0.85 28 23.8 11850 282,030 H2 2.76 2 5.52 33800 186,576 C2H6 21.50 30 645 12300 7´933,500 O2 0.58 32 18.56 - - - - ---------- N2 3.84 28 107.52 - - - - --------------- H2S 0.23 34 7.82 3990 31201.80 CH4 69.61 16 1113.76 13050 14´534,568 TOTAL 100 - - - 1939.62 23´011,270.2 PCS = ( 23´011,270.2 / 1939.62 ) = 11,863.803 Kcal / Kg comb.
  • 17. PCI = PCS – λ A = 11863.803 – 1160.448 = 10,688.87 Kcal / Kg comb. A = 208.41 x 18 = 1.934 Kg de agua / Kg comb 1939.62 λA = 600 x 1.934 = 1160.448 K cal 8.- Calculo de presiones parciales de los productos de la combustión Pp = 0.028x 620 = 17.36 mm Hg Pp = 0.089x 620 = 55.18 mm Hg Pp = 0.212 x 620 = 131.44 mm Hg Pp = 0.00023 x 620 = 0.1426 mm Hg CO2 CO H2O SO2 N2 = 620 mm Hg
  • 18. En un horno se quema carbón cuya composición en por ciento peso es C = 80.70% ; H2 = 4.17%; H2O = 3.51% ; O2 = 2.79 %; N2 = 1.26% ; S = 0.94% ; z = 6.63% Calcular : 1. La ecuación de la combustión con 20% de faltante de aire, considerando que en los productos de la combustión solamente aparecerá CO como combustible. 2. La cantidad de aire suministrada en Lb de aire / Lb de combustible 3. El peso de los gases de combustión en Lb de gases / Lb de combustible. 4. El volumen ocupado por el aire en ft de aire / Lb de combustible- a 77 °F y 620 mm Hg. 5. El volumen ocupado por los gases de combustión en ft de gases / Lb de combustible. A 520 °F y 620 mm Hg. 6. El análisis volumétrico y gravimétrico de los productos de la combustión. 7. El PCS PCI del combustible 8. Las presiones parciales de los productos de la combustión. 3 3
  • 19. SOLUCION: 1.- Determinación de la ecuación de la combustión con 20% de faltante de aire Componentes del combustible % peso PM moles C 80.70 12 6.725 H2 4.17 2 2.O85 H2O 3.51 18 0.195 O2 2.79 32 0.087 N2 1.26 28 0.045 S 0.94 32 0.029 Z 6.63 ------ --------- TOTAL 100 ------ 9.166
  • 20. 6.725 C + 2.085 H2 + 0.195 H2O + 0.087 O2 + 0.045 N2 + 0.O29 S + a O2 + a * 3.76 N2 X CO2 + b H2O + Y SO2 + 0.045 + a * 3.76 N2 Balance monoatómico C ; 6.725 = X H ; 2.085 x 2 + 0.195 x 2 = 2b :. b = 4.56 / 2 = 2.28 O ; 0.195 + 0.087 x 2 + 2 a = 2X + b + 2Y 0.369 + 2 a = ( 2 x 6.725 + 2.28 + 2 x 0.029 ) = 15.788 2 a = 15.788 – 0.369 = 15.419 :. a = 15.419 / 2 = 7.7095 S ; 0.029 = Y Ecuación estequiometria COMB + 7.7095 O2 + 7.7095 * 3.76 N2 6.725 CO2 + 2.28 H20 + 0.029 SO2 + 0.045 + 28.9877 N2 COMB + 7.7095 O2 + 28.9877 N2 6.75 CO2 + 2.28 H2O + 0.029 SO2 + 0.045 + 28.977 N2
  • 21. Ecuación de la combustión con 20% de faltante de aire COMB + 0.8 (7.7095 ) O2 + 0.8 ( 28.9877 ) N2 XCO2 + YCO + 2.28 H2O + 0.029 SO2 + 0.045 + O.8 ( 28.9877 ) N2 COMB + 6.1676 O2 + 23.1901 N2 X CO2 + YCO + 2.28 H2O + 0.029 SO2 + 0.045 + 23.1901 N2 Balance monoatómico de C y O C ; 6.725 = X + Y ------- EC (1 ) O ; 0.369 + 2 x 6.1676 = 2X + Y +2.28 + 0.029 x 2 0.369 + 12.3352 = 2X + Y + 2.338 12.7042 – 2.338 = 2X + Y 10.3662 = 2X + Y ----- EC (2) - 6.725 = - X – Y ----- EC (1) 3.6412 = X :. Y = 6.725 – 3.6412 = 3.0838
  • 22. ECUACION DE LA COMBUSTION CON 20% DE FALTANTE DE AIRE COMB + 6.1676 O2 + 23.1901 N2 3.6412 CO2 + 3.0838 CO + 2.28 H2O + 0.029 SO2 + 0.045 + 23.1901 N2 2.- Relación aire combustible A / C = Ap = ( 6.2676 + 23.1901 ) 28.84 = 8.495 100 A / C = 8.495 Lb aire / Lb combustible 3.- El peso de los gases de combustión en Lb gases I Lb combustible Wg = Ap + ( 1 – z ) = 8.495 + ( 1 – 0.0663 ) = 8.495 + 0.9337 = 9.428
  • 23. 4.- El volumen ocupado por el aire en ft de aire / Lb combustible VA = WA x RA x TA = 8.495 x 53.5 x 537 = 244057.10 P 1726.863 1726.863 VA = 141.32 ft de aire / Lb combustible P = 620 / 760 x 14.7 x 144 = 1726.863 Lb / ft 5.- Calculo del volumen ocupado por los gases de combustión Vg = Wg x Rg x Tg = 9.428 x 52.851 x 980 = 4488313.64 P 1726.863 1726.863 Vg = 282.774 ft gases de combustión / Lb de combustible Rg = 1545 / 29.233 = 52.851 ft / °R PM g = 0.1128 x 44 + 0.0955x 28 + 0.0766 x 18 + .0009x 64 + 0.7200 x 28 PMg = 29.233 Lb / Lb mol 2 3 3 3 3
  • 24. 6.- Análisis volumétrico y gravimétrico de los gases de combustión Productos de la combustion moles % mol Fraccion mol PM PESO % PESO CO2 3.6412 11.284 O.1128 44 160.2128 17.043 CO 3.0838 9.556 0.0955 28 86.3464 9.186 H2O 2.28 7.066 0.0706 18 41.040 4.366 SO2 0.029 0.089 0.00089 64 1.8560 0.197 N2 23.2351 72.004 0.7200 28 650.5828 69.208 TOTAL 32.2691 100 ----- 940.038 100
  • 25. 7.- Calculo del PCS y PCI del combustible PCS = 14500C + 62000 ( H2 – O2 ) + 4000 S 8 PCS = 14500 ( .80) + 62000 ( (0.0417) – ( .0279) ) + 4000 ( 0.0094) 8 PCS = 13,993.6 Btu / Lb combustible PCI = PCS – λA = 13993.6 – 443.232 = 13550.368 Btu / Lb comb. A = 2.28 x 18 = 0.4104 lb de agua / Lb comb 100 λA = 1080 x 0.4104 = 443.232 Btu / Lb comb
  • 26. 8.- Calculo de las presiones parciales Pp = 0.11284 x 620 = 69.93 mm Hg Pp = 0.955 x 620 = 59.21 mm Hg Pp = 0.07066 x 620 = 43.77 mm Hg Pp = 0.0009 x 620 = 0.558 mm Hg Pp = .7200 x 620 = 446.4 mm Hg co2 co H2O SO2 N2
  • 27. PROBLEMA: En el horno de un generador de vapor se emplea gas natural como combustible, la composición volumétrica es la siguiente : CO = 0.45%; H2 = 1.82%; CH4 = 93.33%; C2H4 = 0.25%; H2S = 0.18; O2 = 0.35%; CO2 = 0.22; N2 = 3.4 Se desea conocer lo siguiente: 1. La ecuación de la combustión cuando se emplea 15% de exceso de aire 2. La relación aire- combustible en Kg de aire / Kg de combustible 3. El peso de los gases de combustión en Kg de gases / Kg de combustible 4. El volumen ocupado por el aire a 27 °C y una presión de 0.825 K / cm 5. El volumen ocupado por los gases de combustión a 325 °C y una presión de 0.825 Kg / cm 6. El análisis volumétrico y gravimétrico de los productos de la combustión húmedos y secos 7. La presión parcial de cada uno delos productos de la combustión 8. El PCS y PCI del combustible CH4 = 13050 ; CO = 2460 ; C2H4 = 11850 ; H2S = 3990 H2 = 33800 expresado en Kcal / Kg de combustible 2 2
  • 28. Problema : En el horno de un generador de vapor se quema un gas cuya composición en porciento volumen es : C3H8 = 32.5%; C2H6 = 7.6% ; O2 = 3.3% ; N2 = 8.5% ; C4H10 = 39.5% ; CH4 = 8.6% Calcular : 1. La ecuación de la combustión con 20% de faltante de aire, considerando que en los productos de la combustión solamente aparecerá CO como combustible 2. la cantidad de aire suministrada en Kg de aire / Kg de combustible 3. El peso de los gases de combustión en Kg de gases / Kg de combustible 4. El volumen ocupado por el aire en m de aire / Kg de combustible. A 25 °C y 635 mm Hg 5. El volumen ocupado por los gases de combustión en m de gases / Kg de combustible. A 310 °C y 635 mm Hg 6. El análisis volumétrico y gravimétrico de los productos de la combustión 7. El PCS y el PCI del combustible, si los poderes caloríficos son : CH4 = 13050 ; C4H10 = 11856 ; C3H8 = 12821; C2H6 = 12300 ; H2 = 33800 todos expresados en Kcal / Kg de combustible 8. Las presiones parciales de los productos de la combustión. 3 3
  • 29. Problema : En un horno se quema combustible cuya composición en porciento peso es: C = 77% ; H2 = 6.5% ; O2 = 2.0%; N2 = 1.8% S = 1.0% ; H2O = 3.0% ; Z = 8.7% Calcular : 1. La ecuación de la combustión con 10% de faltante de aire, considerando que en los productos de la combustión solamente aparecerá CO como combustible. 2. La cantidad de aire suministrada en Lb / Lb de combustible 3. El peso de los gases de combustión en Lb de gases / Lb de combustible 4. El volumen ocupado por el aire en ft de aire / Lb de combustible. A 69 °F y 585 mm Hg. 5. El volumen ocupado por los gases de combustión en ft de gases / Lb combustible. A 480 °F y 585 mmHg 6. El análisis volumétrico y gravimétrico de los productos de la combustión 7. el PCS y el PCI 8. las presiones parciales de los productos de la combustión. 3 3
  • 30. Problema : En el horno de generador de vapor se quema carbón cuya composición en % peso es C = 74.42 ; H2 = 4.69; O2 = 6.76 ; N2 = 1.39; S = 1.05 ; Z = 8.3 ; h = 3.39 CALCULAR: 1. La ecuación de la combustión con 10% de faltante de aire, considerando que en los productos de la combustión solamente aparecerá CO como combustible. 2. la cantidad de aire suministrada en kg de aire / Kg combustible 3. El peso de los gases de combustión en Kg de gases / Kg de combustible 4. El volumen ocupado por el aire en m de aire / Kg de combustible . A 28 °C y 742 mm Hg. 5. El volumen ocupado por los gases de combustión en m de gases / Kg de combustible a 278 °C y 742 mm Hg 6. El análisis volumétrico y gravimétrico de los productos de la combustión 7. El PCS y el PCI del combustible 8. Las presiones parciales de los productos de la combustión 3 3
  • 31. Problema : En un horno se quema gas natural cuya composición en por ciento volumen es: CO = 0.63% ; C2H4 = 0.85% ; H2 = 2.76%; C2H6 = 21.5% ; 02 = 0.58%; N2 = 3.84% ; H2S = 0.23%; CH4 = 69.61% CALCULAR: 1. La ecuación de la combustión con 15% de faltante de aire, considerando que en los productos de la combustión solamente aparecerá CO como combustible. 2. La cantidad de aire suministrada en Lb de aire / Lb de combustible 3. El peso de los gases de combustión en Lb de gases / Lb de combustible 4. El volumen ocupado por el aire en pie de aire / Lb de combustible. A 68 °F y 620 mm Hg. 5. El volumen ocupado por los gases de combustión en pie de gases / Lb de combustible a 480 °F y 620 mm Hg 6. El análisis volumétrico y gravimétrico de los productos de la combustión 7. El PCS y el PCI del combustible, si los poderes caloríficos son: CH4 = 13050 ; CO = 2460 ; C2H4 = 11850 ; H2S = 3990 ; C2H6 = 12300 ; H2 = 33800, todos expresados en Kcal / Kg de combustible. 8. Las presiones parciales de los productos de la combustión. 3 3
  • 32. Problema : En el horno de un generador de vapor se quema carbón cuya composición en porcentaje peso es : C = 74.42% ; H2 = 4.69% ; O2 = 6.76 % , N2 = 1.39% ; S = 1.95% ; h = 3.39% ; z = 7.4 Calcular : 1. La ecuación de la combustión con 20% de faltante de aire, considerando que en los productos de la combustión solamente aparecerá CO como combustible. 2. La cantidad de aire suministrada en Lb aire / Lb combustible 3. El peso de los gases de combustión en Lb de gases / Lb de combustible 4. El Volumen ocupado por el aire en ft de aire / Lb de combustible a 71.5 °F y 710 mm Hg. 5. El volumen ocupado por los gases de combustión en ft de gases / Lb de combustible a 580 °F y 710 mm Hg. 6. El análisis volumétrico y peso de los productos de la combustión húmedos y secos 7. EL PCS y PCI del combustible 8. Las presiones parciales de los productos de la combustión. 3 3