Enunciado

Etileno ( C 2 H 4 ) é queimado com   175 % de ar teórico durante um processo de combustão. Considerando que a combustão é completa e estabelecendo uma pressão total de 14,5   p s i a , determine

a a razão ar/combustível

b a temperatura de orvalho dos produtos

Passo 1

Vamos assumir para essa questão que a combustão é completa e essa combustão produzirá apenas C O 2 ,   H 2 O   ,   O 2   e   N 2 . Além disso, tomemos as massas de C , H 2 e do ar dadas em unidades inglesas respectivamente por

12 ,   2   e   29   t o d o s   e m l b m l b m o l

Podemos escrever a equação dessa reação como sendo

C 2 H 4 + 1.75 x ⋅ O 2 + 3.76 N 2 → 2 C O 2 + 2 H 2 O + 0.75 x O 2 + 1.75 ⋅ 3.76 x N 2

Pelo balanço de O 2 encontramos

1.75 x = 2 + 1 + 0.75 x → x = 3

Dessa forma, nossa equação fica sendo

C 2 H 4 + 5.25 ⋅ O 2 + 3.76 N 2 → 2 C O 2 + 2 H 2 O + . 25 O 2 + 19.74 N 2

Então, nossa razão ar/combustível fica sendo

A F = m a r m c o m b = 5.25 ⋅ 4.76 ⋅ 29 2 ⋅ 12 + 2 ⋅ 2 = 25.9 l b m   a r l b m   c o m b

Passo 2

Dando prosseguimento à resolução da questão vamos ter que nos lembrar que A temperatura do ponto de orvalho de uma mistura de gás e vapor é a temperatura de saturação do vapor de água nos gases do produto, correspondente à sua pressão parcial. Isso é

P v = N v N p r o d ⋅ P p r o d = 2 25.99 ⋅ 14.5 = 1.116   p s i a

Então,

T d p = T s a t @ 1.116   p s i a = 105.4 ° F  

Resposta

a   A F = 25.9 l b m   a r l b m   c o m b

b   T d p = 105.4 ° F

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