Problemas-Tema 5-Combustion PDF

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Ejercicios Combustion...

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Tema 5. Introducción a la combustión 1.

a. Ajustar la reacción de combustión teórica del metano. Hallar la relación aire/combustible en base molar y en base másica. b. Ajustar la reacción de combustión completa del metano con exceso de aire (m=1,5)

2.

Determine la relación aire-combustible en base molar y másica para la combustión completa del octano con a. b.

La cantidad estequiométrica de aire El 150% del aire estequiométrico (50% de exceso de aire)

3.

Se quema un combustible con la siguiente composición de forma completa: CO2: 10% CO:20% CH4:60% N2: 10% con un coeficiente de exceso de aire m=1,5. Hallar: a. Poder comburívoro y poder fumígeno b. Composición de humos

4.

Un combustible sólido tiene la siguiente composición gravimétrica: C: 84% H:14% S:2% El análisis de los humos secos ha revelado que tiene un 1% de CO como único inquemado y un 2% de O2. Determinar: a. Poderes comburívoro y fumígeno b. Volumen de humos totales y coeficiente de exceso de aire

5.

Se quema octano completamente con 120% de aire teórico. Determinar: a. Relación de aire/combustible sobre las bases molar y de masa b. Temperatura del punto de rocío a 1 atm

6.

En una cámara de combustión se quema propano con el 80% del aire teórico. El análisis de los humos revela la existencia de CO2, CO, H 2O y N2 solamente. Se pide determinar: a. La reacción ajustada b. La relación aire combustible AC en base másica c. El análisis de los productos sobre una base molar seca

7.

Se quema propano y butano en proporciones iguales, con un coeficiente de exceso de aire m=1,2. El único inquemado que aparece en los humos es el CO en una proporción del 5% referido a humos secos. Se pide calcular la composición de los humos.

8.

Se quema metano con aire seco. El análisis molar de los productos en base seca es 9,7% de CO 2, 0,5% de CO, 2,95% de O2 y 86,85% de N2. Determine: a. b. c.

La relación de aire-combustible en ambas bases, molar y másica El porcentaje de aire teórico La temperatura de rocío de los productos en ºC, si la presión es 1 atm

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9.

Un gas natural tiene el siguiente análisis molar: 80,62% de CH 4, 5,41% de C2H6, 1,87% de C3H8, 1,60% de C4H10 y 10,50% de N 2. El gas se quema con aire seco y da unos productos cuyo análisis molar en base seca es CO2: 7,8%, CO:0,2%, O2:7% y N2:85%. a. b.

c.

Determine la relación aire-combustible en base molar Suponiendo comportamiento de gas ideal para la mezcla de combustible, determine la cantidad de productos, en kmol, que se formarían a partir de 100 m3 de mezcla de combustible a 300 K y 1 bar Determine el porcentaje de aire teórico

10. Un carbón de análisis elemental (0% de carbono, 3% de azufre y 17% de ceniza se quema completamente con el 120% del aire teórico. Determine la cantidad de SO2 producida en kg por g de carbón. 11. Se tiene un combustible formado por C2H6 y C3H8 al 50% en volumen cada uno. Se quema con un exceso de aire dado por m=1,1. La combustión no es completa y aparecen como inquemados: VCO= 0,01 VHS VH2 =VCO VCH4 =1/2 VCO Se pide determinar la composición de los humos. 12. Un combustible sólido cuya composición ponderal es: C = 60; H2 = 10; O2 = 10 ; S=5 ; H 2O = 5; N2 =5 y el resto cenizas. Se quema con un coeficiente de exceso de aire de 1,3 de forma que en el análisis de humos se encuentra como inquemados H 2 y CO iguales en la proporción 1%. Se pide determinar: a. b.

Número de moles de humos totales por cada kg de combustible Composición de los humos expresado en % (humos totales y humos secos)

13. Se realiza la combustión completa de un combustible gaseoso cuya composición volumñetrica es la siguiente: H2 = 44,6 ; CH4 = 40,2 ; C2H4 =4,3 ; CO =5,9 ; N2 =3,2 ; O2 =0,4 ; H2S =0,5 (%) 3

Su poder calorífico superior es 5840 kcal/Nm . Para el caso en que el aire empleado se precalienta a 130ºC, correspondiendo un coeficiente de exceso de aire de 1,05, se pide determinar: a. b. c. d. e.

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Volumen de aire empleado en la mencionada combustión por Nm de combustible Composición total de humos expresada en (%) respecto al volumen total Presiones parciales de cada uno de los productos de la combustión, si la cámara se mantiene a una presión de 140 kPa. Poder calorífico inferior Calor útil de la combustión procedente de las paredes de la cámara y de los humos evacuados, suponiendo que se pierde el 22% del poder calorífico inferior.

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14. Efectuada la combustión, a la presión de 1,2 bar, de un combustible líquido del que se sabe que en su composición intervienen solamente carbono e hidrógeno, procede a enfriar los humos resultantes, observándose que el vapor de agua comienza a condensar cuando la temperatura ha descendido a 50ºC. A continuación, se realiza el análisis volumétrico de los humos mediante un aparato Orsat, obteniéndose los siguientes resultados: 9,3% de CO2, 30,3% de O2 y 60,4% de N2. Siendo la composición del aire de fracciones molares de 0,21 O2 y 0,79 N 2, determine las presiones parciales de cada uno de los componentes de los humos.

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