Enunciado

84 - Um forno cúbico com 6   m de comprimento contém gases de combustão a 1200   K e uma pressão total de 1   a t m . A composição dos gases de combustão é 75 % de N 2 , 9 % H 2 O , 6 % O 2 e 10 % de C O 2 . Determine a emissividade efetiva dos gases de combustão.

Passo 1

Dados fornecidos:

Temperatura dos gases de combustão,  T g = 1200   K

Pressão dos gases de combustão,  P c = 1   a t m

Comprimento do forno cúbico, L = 6   m

Pressão parcial de C 2 O , P C 2 O = 0,1   a t m

Pressão parcial de H 2 O , P H 2 O = 0,09   a t m

Passo 2

Suposições:

  1. Todos os gases da mistura são gases ideais.
  2. N 2 e O 2 são gases não participantes.

Passo 3

Do comprimento médio do feixe  L para várias tabelas de formas de volume de gás, o comprimento médio do feixe para o cubo de comprimento lateral L é:

L = 0,66   D

= 0,66 × 6

= 3,96   m

Então,

P C 2 O × L = 0,1 × 3,96

= 0,396   m ⋅ a t m

= 1,3   f t ⋅ a t m

P H 2 O × L = 0,09 × 3,96

= 0,3564   m ⋅ a t m

= 1,17   f t ⋅ a t m

A partir do gráfico emissividade, as emissividades de C O 2 e H 2 O  corresponde a estes valores na temperatura de gás  T g = 1200   K e 1   a t m são,

ε C 2 O = 0,17

ε H 2 O = 0,21

Ambos C O 2  e H 2 O estão presentes na mesma mistura, e temos que corrigir para sobreposição das bandas de emissão. O fator de correção da emissividade para T g = 1200   K , a partir da Fig. 13-38 é:

P H 2 O L + P c L = 1,17 + 1,3 = 2,47 P H 2 O P H 2 O + P c = 0,09 0,09 + 0,1 = 0,474 ∆ ε = 0,048

Passo 4

A emissividade efetiva dos gases de combustão é determinada como,

ε g = C C O 2 ε C O 2 , 1 a t m + C H 2 O ε H 2 O , 1   a t m - ∆ ε

= 1 × 0,17 + 1 × 0,21 - 0,048

= 0,332

Assim, temos que a emissividade efetiva dos gases de combustão é ε g = 0,332 .

Resposta

A emissividade efetiva dos gases de combustão é ε g = 0,332 .

Ver Outros Exercícios desse livro