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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 15.Problemas - Ex. 26

Propileno ( C 3 H 6 ) é queimado com 50 % de excesso de ar durante um processo de combustão. Considerando que a combustão é completa e estabelecendo uma pressão total de 105   k P a , determine

a a razão ar/combustível

b a temperatura na qual o vapor de água dos produtos começará a condensar.

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

12 ,   2   e   29   t o d o s   e m k g k m o l

Nossa equação pode ser escrita como

C 3 H 6 + 1.5 x ⋅ O 2 + 3.76 N 2 → 3 C O 2 + 3 H 2 O + 0.5 x O 2 + 1.5 ⋅ 3.76 x N 2

Balanceando O 2 vamos encontrar

1.5 x = 3 + 1.5 + 0.5 x → x = 4.5

Então nossa equação pode ser reescrita como

C 3 H 6 + 6.75 ⋅ O 2 + 3.76 N 2 → 3 C O 2 + 3 H 2 O + 2.25 O 2 + 25.38 N 2

Dessa forma, nossa razão ar/combustível será

A F = m a r m c o m b = 6.75 ⋅ 4.76 ⋅ 29 3 ⋅ 12 + 3 ⋅ 2 = 22.2 k g   d e   a r k g   d e   c o m b u s t í v e l

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 = 3   k m o l 33.63   k m o l ⋅ 105   k P a = 9.367   k P a

Então nossa temperatura requisitada no problema será

T d p = T s a t - 9.367 k P a = 44.5 ° C

Resposta

a A F = 22.2 k g   d e   a r k g   d e   c o m b u s t í v e l

b   T d p = 44.5 ° C

Ver Outros Exercícios desse livro