Enunciado

14.43 Uma câmara de combustão adiabática é alimentada com heptano e ar atmosférico. A pressão e a temperatura nas seções de alimentação da câmara são 100   kPa e 25 ° C . O excesso de ar utilizado na combustão do heptano é igual a 25 % e os produtos de combustão são encaminhados, da seção de descarga da câmara, para um trocador de calor. Sabendo que os gases de combustão são resfriados até 600 K no trocador de calor, determine a transferência de calor no trocador por kmol de heptano queimado.

Passo 1

Show de bolinhas pessoal, se a gente montar a equação para a razão estequiométrica, obtemos que:

C 7 H 16 + v O 2 O 2 + 3,76   N 2 → 7 C O 2 + 8 H 2 O + v O 2 × 3,76   N 2

Dessa maneira, se a gente balancear o oxigênio, vamos descobrir que:

v O 2 = 7 + 4

v O 2 = 11

MAAAASS, como temos um excesso de ar de 25 % , devemos multiplicar esse valor por 1,25 :

v O 2 = 11 × 1,25

v O 2 = 13,75

Passo 2

Belezera, agora a equação da reação real é:

C 7 H 16 + 13,75 O 2 + 51,7   N 2 → 7 C O 2 + 8 H 2 O + 51,7   N 2

Sendo assim, pra encontrar a transferência de calor, fazemos:

H R + Q = H P

Q = H P O + ∆ H P - H R O

E se a gente conferir os valores das entalpias na Tabela A.9 para os produtos, e a tabela A.10 para o combustível, vamos descobrir que:

Q = 7 - 393   522 + 12   906 + 8 - 241   826 + 10   499 + 51,7 8894 + 2,75 9245 - - 187   900

Q = - 3   841   784   kJ/ kmol  combustível

Resposta

Q = - 3   841   784   kJ/kmol combustível

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