Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 15.Problemas - Ex. 79
Estime a temperatura adiabática de chama de uma tocha de corte de acetileno () em °C, considerando que ela utiliza uma quantidade estequiométrica de oxigênio puro.
Passo 1
Vamos assumir que:
Existem condições operacionais estáveis.
Ar e gases de combustão são gases ideais.
As energias cinética e potencial são desprezíveis.
4 Não há interações de trabalho.
A câmara de combustão é adiabática.
Passo 2
Sob condições de fluxo constante, o balanço de energia na câmara de combustão com Q = W = 0, temos::
uma vez que todos os reagentes estão à temperatura de referência padrão de 25 ° C. Então, para o oxigênio estequiométrico:
Das tabelas:
Então,
A temperatura adiabática da chama é obtida a partir de uma solução de tentativa e erro. Um primeiro palpite é obtido dividindo o lado direito da equação pelo número total de moles, o que gera 2.284.220 / (2 + 1) = 428.074 kJ / kmol. As tabelas de gás ideais não listam valores de entalpia tão altos. Portanto, não podemos usar as tabelas para estimar a temperatura adiabática da chama. Na Tabela A-2b, o maior valor disponível de calor específico é a 1000 K. O calor específico do vapor de água é c = 1,8723 kJ / kg · K (Tabela A-2a). Usando esses valores de calor específicos:
Onde,
Então:
Substituindo:
Então a temperatura adiabática da chama é estimada como: