Enunciado

Plote a entalpia de combustão para o propano gasoso C H 4 , em Btu por lb/mol de combustivel, a I atm, versus a temperatura, no intervalo de 77 ∘ F 25 ∘ C a 500 ∘ l ∘ + 260 ∘ C . Admita a existéncia de vapor d ' água nos produtos. Para o propano, use c p = 0,41 B t u / l b ⋅   ∘ R .

Passo 1

A combustão completa de C H 4 com a montagem teórica de ar é descrita por

C H 4 + 2 × O 2 + 7.52 × N 2 → C O 2 + 2 H 2 O + 2 ( x - 1 ) O 2 + 7.52 × N 2

Um equilíbrio da taxa de energia em estado estacionário reduz para

0 = Q ˙ c v h c h 4 - w ˙ c v h c h 4 + h - C H v 1 + 2 x h - 0 2 + 7.52 × h - N 2 2 - h - C O 2 + 2 h - H 2 D + 2 h - f + h - T 3 - h - ( 2 a t ) H 2 0 +   2 ( x - 1 ) T T 2 - h - ( 2 q u ) 0 2 + 7.52 × ħ ( π ) - ħ 1 ( 29 i ) N 2

Com dados da tabela A 23

h - C O 2 T 3 + 2 ħ H 20 T 3 + 2 ( x - 1 ) h - 1 2 T 3 + 7.52 × h - N 2 T 1 = - 74,850 - [ - 393,520 - 9,364 ] - 2 [ - 241,820 - 9,904 ] + 2 ( x - 1 ) [ 8682 ] + 7.52 × [ 8664 ]

= 831,482 + 17364 ( x - 1 ) + 65191 x

Passo 2

Cálculo da amostra x = 2 , T 3 ≈ 1481 K

Os dados para o gráfico necessário são obtidos usando 1 T , da seguinte forma:

Código IT

T 1 = 25 + 273.15 / / K

x = 200 / / % theoretical air

0 = h C H - 4 1 - h C O 2 - 3 + 2 * h H 2 O - 3 + 2 * ( x / 100 - 1 ) * h O 2 - 3 + 7.52 * x / 100 * h N 2 3

I T Resultados para x = 200 %

T 3 = 1481   K

O excesso de ar leva a mais O2 e N2 nos produtos, diminuindo assim a temperatura do flano adiabático, como esperado.

Resposta

T 3 = 1481   K

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