Maquinas y equipos termicos.

15-1C ¿Cuáles son las composiciones químicas aproximadas de la gasolina, el diésel y el gas natural?

R= la gasolina se trata como octano c8h18, y el diésel como dodecano c12h26 y el gas natural está compuesto principalmente de metano, pero también contiene carbono, nitrógeno, sulfato de hidrogeno y vapor de agua.

Gasolina→C8H18       Diesel→C12H26       Gas natural→CH4.

15-2C ¿Cómo afecta la presencia de N2 en el aire al resultado de un proceso de combustión?

R= el nitrógeno se comporta como un gas inerte y no reacciona como otros elementos químicos y suele entrar a una cámara de combustión en grandes cantidades a temperaturas bajas, y salir a temperaturas considerablemente altas, absorbiendo una gran proporción de la energía química liberada durante la combustión.

15-3C ¿Cómo afecta la presencia de humedad en el aire al resultado de un proceso de combustión?

R= el aire que entra a una cámara de combustión contiene algo de agua de vapor de agua (humedad). En casi  todos los procesos de combustión la humedad en el aire y el agua que se forman durante la combustión pueden tratarse como un gas inerte, como nitrógeno más sin embargo a temperaturas altas un poco de vapor de agua se descompone en H2 y O2 

15-4C ¿Que representa la temperatura del punto de rocío de los gases producto? Como se determina esto?

R= es la temperatura a la cual el vapor de agua en los productos empieza a condensarse cuando los ductos se enfrían.

15-5C ¿Acaso se conserva intacto el número de átomos de cada elemento durante una reacción química? ¿Qué ocurre con el número total de moles?

R= se conserva, ya que el número total  de átomos de un elemento es igual a la masa total del elemento dividida entre su masa atómica, pero el numero de moles no ser conserva durante una reacción química.

15-6C ¿Que es la relación aire – combustible?¿ Cómo se vincula con la relación combustible – aire?

R= es la relación entre la masa del aire y la masa de combustible en un proceso de combustión, y el reciproco de esta relación se conoce como relación combustible-aire.

15.7.- ¿La relación aire-combustible expresada en una base molar es idéntica a la relación aire-combustible en una base de masa?

R= si, ya que puede expresarse como la proporción entre el numero de moles de aire y el numero de moles de combustible.

15.8.- ¿La cantidad de la traza de azufre (S) en el carbón se queman en presencia de oxigeno diatomico (O2) para formar el dióxido de azufre (SO2). Determine la masa mínima de oxigeno que se necesita en los reactantes y la masa de dióxido de azufre en los productos cuando se quema 1kg de azufre.

R= las causas de la combustión incompleta es insuficiente tiempo, insuficiente oxígeno, insuficiente mezcla y separación

Procesos de combustión teórica y real.

15.9.- ¿cuáles son las causas de la combustión incompleta?

R= la razón de la combustión incompleta es el oxígeno insuficiente,  cuando en la cámara hay más oxigeno del necesario y la disociación, la cual es importante a elevadas temperaturas.

15.10.- ¿Qué es más probable encontrar en los productos de una combustión incompleta de un combustible hidrocarburo, CO u OH? ¿Por qué?

R= CO, porque el oxígeno es atraído con más fuerza hacia el hidrogeno que hacia el carbono, y el hidrogeno se quema por completo en una combustión, formando h2o.

15.11.- ¿Qué representa 100 por ciento de aire teórico?

R= la cantidad de aire necesaria para la combustión completa de una combustión.

15.12.- ¿La combustión incompleta y la combustión teórica son idénticas? si no lo son, ¿en que difieren?

R= no lo son, porque el proceso de combustión teórico es cuando el combustible se quema por completo con aire teórico, y la combustión incompleta contiene algo de combustible o componentes no quemados.

15.13.- Considere un combustible que se quema con a) 130 por ciento de aire teórico y b) 70 por ciento de exceso de aire. ¿En cuál caso el combustible se quema con más aire?

R=  el b) ya que serían 170 por ciento de aire teórico.

15.14.- Se quema combustible de propano (C3H8) en presencia de aire. Suponiendo que la combustión es teórica—es decir, solo están presentes en los productos nitrógeno (N2), vapor de agua (H2O) y dióxido de carbono, y b) las fracciones molar y másica de vapor de agua en los productos.

[pic 1]

[pic 2][pic 3][pic 4][pic 5][pic 6]

[pic 7]

La ecuación tendrá 1.75 en la entrada de aire ya que está entrando un exceso de 75% y ese exceso será el que estará de producto:

[pic 8]

Ahora lo que se debe hacer es balancear la ecuación:

[pic 9]

[pic 10]

Sustituyendo el balance quedaría la combustión completa:

[pic 11]

Ahora determinaremos la razón aire-combustible:

[pic 12]

[pic 13]

15-15.- Durante un proceso de combustión se quema acetileno  con aire estequiométrico. Suponga una combustión completa y determine la razón aire-combustible por unidad de masa y por unidad molar.[pic 14]

R= un proceso de combustión donde todos los componentes inflamables del combustible se queman por completo tiene la siguiente forma

La ecuación de la combustión es la siguiente:

[pic 15]

Ahora lo que se debe hacer es balancear la ecuación:

[pic 16]

[pic 17]

Sustituyendo el balance quedaría la combustión completa:

[pic 18]

Ahora determinaremos la razón aire-combustible:

[pic 19]

[pic 20]

Para determinar la relación aire-combustible molar aplica lo sig.:

[pic 21]

[pic 22]

15-16.- Durante un proceso de combustión se quema 1kmol de etano  con una cantidad desconocida de aire. Un análisis de los productos de combustión revela que la combustión es completa y que hay 3kmol de  libre en el producto. Determine a) la relación aire-combustible y b) el porcentaje de aire teórico usado durante el proceso.[pic 23][pic 24]

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