Enunciado

A câmara de combustão de um secador é alimentada com gás natural, que pode ser modelado como metano, e ar atmosférico. As temperaturas e as pressões nas seções de alimentação da câmara são iguais a 25 ° C e 0.1   M P a . A câmara de combustão é adiabática e opera em regime permanente. Sabendo que o excesso de ar utilizado no processo de combustão é igual a 100 % . Determine a temperatura dos gases de combustão na seção de descarga da câmara.

Passo 1

Oi meu povo, simbora fazer mais uma? Se liga que nessa precisamos estabelecer a reação química da mistura, olha só:

C H 4 + v O 2 O 2 + 3.76   N 2 → 1   C O 2 +   2   H 2 O + c   N 2

O balanço do Oxigênio se dá por:

2 v O 2 = 2 + 2

2 v O 2 = 4

v O 2 = 2

Então, a reação fica assim:

C H 4 + 4 O 2 + 3.76   N 2 → 1   C O 2 +   2   H 2 O + 15.04   N 2

Com isso poderemos calcular as entalpias para obtermos o valor da temperatura, usaremos as seguintes equações:

∆ H P =   - H R P ° (1)

∆ H P =   ∆ h - C O 2 * +   2 ∆ h - H 2 O * +   2 ∆ h - O 2 * +   15.04 ∆ h - N 2 * (2)

Dito isto, vamos para a questão.

Passo 2

Primeiramente, calcularemos H R P ° de acordo com a equação (1):

∆ H P =   - H R P °

- H R P ° =   - 16.04 ( - 50   010 )

H R P ° =   802   160   k J / k m o l

Agora, iremos calcular as entalpias necessárias, de acordo com os dados da tabela A.9 e com a equação (2):

∆ H P   1600 =   67   659 +   2   x   52   907 +   2   x   44   267 +   15.04   x   41   904 = 892   243

∆ H P   1500 =   61   705 +   2   x   48   149 +   2   x   40   600 +   15.04   x   38   405 = 892   243

∆ H P   1400 =   55   895 +   2   x   43   491 +   2   x   36   958 +   15.04   x   34   936 = 892   243

Utilizando métodos de interpolação linear, obtemos:

T = 1400 + 100 802   160 - 742   230 816   814 - 742   230

T = 1480   K

PRONTINHO, problema resolvido, fiquem bem, até a próxima!

Resposta

T = 1480   K

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