Propano (C3H8) queima completamente com a quantidade de ar teórico a 60°F (15,6°C), 1 atm e 90% de umidade relativa. Determine
(a) a equação de reação balanceada.
(b) a temperatura de ponto de orvalho dos produtos de combustão a 1 atm.
(c) a quantidade de água condensada, em lbmol por lbmol de combustível, se os produtos de combustão forem resfriados a 60°F e a 1 atm.
Passo 1
Saalve, tranquilo?
Vamos resolver juntos mais uma questão de termodinâmica?!
Passo 2
a) escrevendo a combustão da reação completa de com a quantidade de ar teórico
Aplicando o princípio de conservação de massa ao carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio, respectivamente
- Carbono :
- Hidrogênio :
- Oxigênio :
- Nitrogênio :
Então a equação química balanceada
Passo 3
Para uma mistura de ar em , e temos de ar úmido e de vapor de água da equação balanceada
A pressão parcial de vapor de água é dadq por
Passo 4
Obtendo a pressão parcial da Tabela A-2E “Propriedades de Água Saturada (Líquido-Vapor): Tabela de Temperatura” com
A pressão parcial de vapor de água quando umidade relativa é conhecida
Aqui, é a umidade relativa
Resolvendo para
Então, a equação química balanceada é
Passo 5
b) achando a pressão parcial de vapor de água nos produtos
Da Tabela A-3E “Propriedades de Água Saturada (Líquido-Vapor): Tabela de Pressão”, obtemos a temperatura de saturação interpolando os valores entre e
Passo 6
c) Como está abaixo do ponto de condensação, a condensação vai ocorrer para o resfriamento
Com , a fase de vapor consiste de mols de vapor de água e de produtos úmidos
A pressão parcial do vapor é igual a
Considerando a relação
A quantidade de ar condensada em de combustível consumido
Resposta
a)
b)
c)