Reacciones químicas y combustión

          :                  Reacciones químicas y combustión.

                                     Omar Andrés Sáez Sánchez.

                                               Termodinámica

                                                Instituto IACC

                                           31 de mayo del 2021

DESARROLLO DE LA TAREA:

Se quema metano (CH4) con aire seco. El análisis de los productos en base seca es de 5,20% de CO2, 0,33% de CO, 11,24% de O2 y 83,2 % de N2. Determine:

a) La relación aire-combustible

b) El porcentaje usado del aire teórico.

Determine la entalpía de combustión del metano (CH4) a 25 °C y 1 atm, usando los datos de entalpía de formación de la tabla termodinámica A-26. Suponga que el agua en los productos se encuentra en fase líquida. Compare su resultado con el valor listado en la tabla A-27

Se quema metano (CH4) con 300% de exceso de aire en un contenedor adiabático de volumen constante. Inicialmente, el aire y el metano están a 1 atm y 25 °C. Suponiendo combustión completa, determine la presión y la temperatura finales de los productos de combustión.

Respuesta:

Combustible completa

Combustible = Ch4 (g)

Exceso aire = 300%

T1= 25°c = 298 k

P1= 1 atm

Base= 1 kmol de Ch4

Encontrar

T2 = ?

P2 = ?

Reacción

Ch4 + 202       CO2 + 2H2O

Nteorico = 2 Kmol

N02ingresa = (300 + 100) % (2) = 8 kmol

Ch4 + 8 (o2 + 3,76N2) = CO2 + 2H2O + 602 + 30,095N2

Balance de energía

Trabajo de frontera = w = 0

V= constante

Adiabatico = Q = 0

Hp = Hr 

Σ Np (h°f + h – h298 - pv)p = Σ Nr (h°f + h – h298 - pv)r 

Gas ideal pv = RuT

ΣNP (h°f + h – h298 - RuT)p = ΣNr (h°f + h – h298 - RuT)r

Tabla A-18, A-19, A-20, A23, A-26

(h°f + h – h298 - RuT)co2 +2 (h°f + h – h298 - RuT)h2o +6 (h°f + h – h298- RuT)O2 + 30,095 (h°f + h –h298- RuT)N2 =

(h°f + h – h298 - RuT)CH4 +8 (h°f + h – h298 - RuT)O2 + 30,095 (h°f + h – h298 - RuT)

Se remplazan los datos

(-395520+ hCO2 -9364- 8,314T)+2 (-241820+ hh2o -9904- 8,314T)+6 (0+ hO2 -8682- 8,314T)+30,095 (0+ hN2 -8669- 8,314T)=(-74850+ h- h298  - 8,314(298))+8 (0+ h- h298  -8,314(298)+30,095 (0+ h- h298  -8,314(298)=

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