Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 15.Problemas - Ex. 39
Um carvão proveniente de Illinois (Estados Unidos), cuja análise final (em massa) corresponde a 67,40% de C, 5,31% de H2, 15,11% de O2, 1,44% de N2, 2,36% de S e 8,38% de cinzas (não combustíveis) é queimado com 40% de excesso de ar. Calcule a massa de ar necessária por unidade de massa de carvão queimado e o peso molecular aparente do produto gasoso, desprezando o constituinte das cinzas.
Passo 1
Vamos lá! O carvão cujas percentagens de massa são especificadas é queimado com 40% de excesso de ar. A relação ar-combustível e o peso molecular aparente do gás do produto devem ser determinados. Consideramos 100 kg de carvão por simplicidade. Observando que as percentagens de massa neste caso correspondem às massas dos constituintes, os números molares do constituinte do carvão são determinados como:
O número molar da mistura e as fracções molares são,
Passo 2
As cinzas consistem na matéria não combustível no carvão. Portanto, a massa de cinzas que entra na câmara de combustão é igual ao conteúdo de massa que sai. Desconsiderando este componente não reagente por simplicidade, a equação de combustão pode ser escrita como,
Substituindo de acordo com os balanços dos elementos,
A massa total dos produtos é,
O número total de mols do produto é:
Passo 3
O peso molecular aparente do gás do produto é,
A relação massa ar-combustível é então,
