Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 15.Problemas - Ex. 98
Um combustível gasoso com 65% de, 25% de e 10% de (em mols) é queimado com ar seco que entra na câmara de combustão a 25 °C e 100 kPa. A análise volumétrica dos produtos em base seca é de 3,36% de , 0,09% de CO, 14,91% de O2 e 81,64% de N2. Determine (a) a razão ar/combustível,(b) a porcentagem de ar teórico utilizado e (c) a vazão volumétrica do ar usada para queimar o combustível alimentado a uma taxa de 3,5 kg/min.
Passo 1
Entendendo o problema:
O problema consiste na combustão de um combustível de composição conhecida em presença de ar seco. A composição dos produtos também é conhecida. O problema pede a razão ar-combustível, AC, a porcentagem do ar teórico, além da taxa volumétrica de ar.
O tratamento desde problema é semelhante ao problema 97. A combustão é avaliada como completa e o ar de combustão e gases são tratados como gases ideais.
Considerando 100 Kmol de produtos, de acordo com a porcentagem dada no enunciado, temos a seguinte equação de combustão.
Os coeficientes X, a e b são determinados pelos balanços de massa:
Dessa forma, a equação de balanço balanceada é:
Dividindo a equação por 5,31 para deixar em função de 1 Kmol de combustível:
Passo 2
Calculando AC: (item a)
Passo 3
Calculando a porcentagem de ar teórico e a taxa volumétrica : (item b)
Necessitamos calcular a quantidade de ar teórico, e para isso devemos analisar a equação de combustão teórica para o processo:
Pelo balanço de massa de oxigênio
Assim:
Item C:
Uma vez que o ar é tratado como gás ideal e a pressão é conhecida, o volume é calculado como:
Calculando a taxa mássica de ar:
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)