Enunciado

15 – 61 E Combustível diesel ( C 12 H 26 ) a 77   ° F é queimado em regime permanente em uma câmara de combustão com 20 % de excessode ar – que também entra na câmara a 77   ° F . Os produtos saem da câmara de combustão a 800   R . Considerando que a combustão é completa, determine a vazão mássica do diesel necessária para fornecer calor a uma taxa de 1.800   B t u / s . Resposta: 0,1   l b m / s

Passo 1

Em respeito a questão e para simplificar nossa vida, vamos desenvolver tudo com unidades e padrão inglês (sistema de unidades imperial, separador decimal como ponto “.”, temperatura em °F... enfim tudo igual a terra da rainha)

Um esquemático para a questão é:

A equação de combustão pode ser escrita como:

O coeficiente estequiométrico ( a t h ) pode ser determinado usando o balanço de O 2 :

Agora podemos relacionar a primeira equação com esse resultado e ficamos com:

Passo 2

Agora vem uma parte complexa, aplicando o princípio de balanço energético E e n t r a - E s a i = Δ E s i s t e m a e fazendo W = 0 , chegaremos a esse monstrinho aqui abaixo, no livro o autor comenta melhor sobre:

Organizando os dados da questão para aplicar essa fórmula teremos:

Aplicando a fórmula:

Como deu negativo em ambas as partes podemos escrever tudo positivo:

Q o u t   =   3,040,716 B t u l b m o l C 12 H 26

Passo 3

Dessa forma a vazão mássica do diesel necessária para fornecer calor a uma taxa de   1.800   B t u / s é determinada pela fórmula:

m ˙ = N ˙ M = Q ˙ Q M =   1.800   B t u / s 3,040,716 B t u l b m o l

m ˙ = 0,1006 l b m s   ≅ 0,1 l b m s

Resposta

m ˙ = 0,1   l b m / s

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