Reacciones químicas y combustión
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: 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
Sustancia | h°f (kJ/Kmol) | h°298 (KJ/Kmol) |
Ch4 (g) | -74850 | ------------------- |
O2 | 0 | 8682 |
N2 | 0 | 8669 |
H2O (g) | -241820 | 9904 |
CO2 | -393520 | 9364 |
(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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