Enunciado

Repita o P r o b .   15 – 29 substituindo o ar seco por ar úmido, que entra na câmara de combustão a 25   ° C , 1   a t m e 85 % de umidade relativa.

Passo 1

Do problema anterior temos que a reação que descreve o problema já com seus respectivos coeficientes é dada por

0.65 C H 4 + 0.08 H 2 + 0.18 N 2 + 0.03 O 2 + 0.06 C O 2 + 1.31 ⋅ O 2 + 3.76 N 2 → 0.71 C O 2 + 1.38 H 2 O + 5.106 N 2  

Em seguida, determinamos a quantidade de umidade que acompanha o ar seco

4.76 a = 4.76 ⋅ 1.31 → a = 6.24 k m o l   ( a r   s e c o )

Além disso, temos que a pressão parcial da umidade do ar é

N v , e n t r a d a = P v , e n t r a d a P t ⋅ N t = 2.694   k P a 101.325   k P a ⋅ 6.24 + N v , e n t r a d a

N v , e n t r a d a = 0.17   k m o l

Daí podemos concluir que a equação de combustão balanceada é obtida substituindo os coeficientes determinados anteriormente e adicionando 0,17   k m o l de H 2 O a ambos os lados da equação

0.65 C H 4 + 0.08 H 2 + 0.18 N 2 + 0.03 O 2 + 0.06 C O 2 + 1.31 ⋅ O 2 + 3.76 N 2 + 0.17 H 2 O → 0.71 C O 2 + 1 . 55 H 2 O + 5.106 N 2  

Passo 2

Por fim, para concluirmos o exercício, devemos lembrar que a razão ar-combustível para esta reação é determinada pela razão entre a massa do ar e a massa do combustível,

m a r = 1.31 ⋅ 4.76 ⋅ 29 + ( 0.17 ⋅ 18 ) = 18 3 . 9   k g

m c o m b u s t í v e l = 0.65 ⋅ 16 + 0.08 ⋅ 2 + 0.18 ⋅ 28 + 0.03 ⋅ 32 + 0.06 ⋅ 44 = 19.2   k g

Portanto,

A F = m a r m c o m b u s t í v e l = 183.9   k g 19.2   k g = 9.58 k g   d e   a r k g   d e   c o m b u s t í v e l

Resposta

A F = 9.58 k g   d e   a r k g   d e   c o m b u s t í v e l

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