Metano C H 4 queima com ar para formar produtos que consistem apenas de C O 2 , C O , H 2 O e N 2 . se a razão de equivalência é de 1,25 , d c - Determinar a saída de potência líquida para uma determinada taxa de fluxo de massa de combustível

Passo 1

O volume de controle opera em estado estacionário com efeitos desprezíveis de energia cinética e potencial. 3,76 mols de N2 acompanham cada mol de O2 no ar. N2 é inerte. O modelo de gás ideal aplicável ao combustível, ao ar de combustão e ao produto de combustão.

A combustão completa de CH4 com a quantidade teórica de ar é descrita por

C H 4 + 2 0 2 + 3.76 N 2 → C O 2 + 2 H 2 O + 7.52 N 2

a combustão completa com 400% do ar teórico é então

C H 4 + 8 0 2 + 3.76 N 2 → C O 2 + 2 H 2 O + 6 o 2 + 30.08 N 2

Passo 2

Um equilíbrio de taxa energética é redimensionado em estado estacionário para

0 = Q ˙ c v H f u e l - W ˙ c v H f u e l + h - ω 4 1 + 2 h - 0 + 3008 h - m 2 2 - 1 - h - O 2 + 2 h - H 2 0 + 6 h - O 2 + 50 h - n 2 3

Então com Q ˙ c y = - 0.1 ω ˙ c r  e  h - = h ^ f 0 + Δ h -

1.1 ω ˙ c r n ˙ fuel  = h - f 0 C H 4 - h → f 0 + h - ( 850 ) - h - ( 2 l 8 ) c o 2   - 2 h - f + h - ( e 50 ) - h - ( 298 ) H 20 - 6 [ h - ( 850 ) - h - ( 299 ) ] 0 2 - 30.08 [ h - ( 850 ) - h - ( 288 ) ] ] N 2

Com dados das tabelas de gás idere e Tabela A-25

1.1 w ˙ c r r f u e l = - 74,850 - 393520 + 34,773 - 9,364 ] - 2 [ - 241,820 + 29,846 - 9,904 ] - 6 [ 26,218 - 8,682 ] - 30.08 [ 25,292 - 8,669 ]

= 131,781 k J / k m o l f u e l

n ˙ fuel  = ( 1200 ) k g / h ( 16.04 ) k g / k m o l 1 h 3600 s = 0.02078 k m olfuel  s

w ˙ c v = ( 0.02078 ) k m a 1 / 3 1.1 ( 131,781 ) k 5 k m d 1 1 m W 1000 k J / s = 2.49 M W

Resposta

a   s a í d a   d e   p o t ê n c i a   l í q u i d a   p a r a   u m a   d e t e r m i n a d a   t a x a   d e   f l u x o   d e   m a s s a   d e   c o m b u s t í v e l   2.49 M W

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