3. Combustión
La combustión es una reacción química en la
que un elemento combustible se combina
con otro comburente (generalmente oxígeno
en forma de O2 gaseoso)
Fuego
Es una reacción entre materiales combustible
y el oxígeno del aire, generando un
fenómeno de luz y calor. Suele acompañarse
de llamas.
5. Reacción de combustión
Combustible (compuesto por C,H,O,N,S)
+
Comburente ( generalmente O2)
Productos: CO2, H2O, NOx, SOX
CO y otros productos de combustión
incompleta
Reacción exotérmica
10. • Poder calorífico
• Estado de agregación
• Composición
• Densidad
• Presión de vapor
• Volatilidad
• Punto de inflamación
• Punto de combustión
• Temperatura de auto ignición
• Rango de inflamabilidad
Propiedades fisicoquímicas de combustibles
11. • Poder calorífico
• Estado de agregación
• Composición
• Densidad
• Presión de vapor
• Volatilidad
• Punto de inflamación
• Punto de combustión
• Temperatura de auto ignición
• Rango de inflamabilidad
Propiedades fisicoquímicas
12. Es la cantidad de calor que producido por un
kilogramo*, o un metro cúbico*, de combustible al
oxidarse en forma completa.
Su valor es positivo, y corresponde a la variación de
energía interna o a la variación de entalpía de la
reacción de combustión en función de restricciones
de volumen o de presión.
UNIDADES
(kcal/kg) (kcal/m3);
BTU/lb); (BTU/m3); (BTU/pie3);
(kJ/kg); (kJ/m3)
PODER CALORIFICO
* SI
13. • Poder Calorífico Superior (PCS)
Se considera que el agua presente en el
sistema en el estado final se encuentra
como líquido
• Poder Calorífico Inferior (PCI)
Se considera que el agua presente en el
sistema en el estado final se encuentra
como vapor
14. PCI = PCS - 600 ( 9H + H2O )
El vapor de agua que proviene de:
a) la humedad propia del combustible
b) el agua formada por la combustión del hidrógeno del
combustible
Donde:
H es el contenido de hidrógeno del combustible
H2O la humedad de la muestra
∆Hc,H2O = 600 kcal/Kg
15. Combustible PCI PC S
MJ/kg MJ/kg
GN 47 52
Hydrogen 120 142
petróleo 43 46
gasolina 43 47
diesel 43 46
GLP 47 50
Butano 45 49
Propano 46 50
carbón 23 24
leña 20 21
bagaso de
caña
15 16
coke 30 31
Poderes
caloríficos
superiores e
inferiores de
algunos
combustibles
(base húmeda)
GREET Transportation Fuel Cycle Analysis
Model, GREET 1.8b, developed by Argonne
National Laboratory, Argonne, IL, released
May 8, 2008.
16. Ciclo Otto estándar de aire
(politérmico)
Eficiencia :
absorbido
Q
costo
ρ
Wciclo
beneficio
=
=
Q = PC
17. • Poder calorífico
• Estado de agregación
• Composición
• Densidad
• Presión de vapor
• Volatilidad
• Punto de inflamación
• Punto de combustión
• Temperatura de auto ignición
• Rango de inflamabilidad
Propiedades fisicoquímicas
18. Combustibles sólidos
• Secado
• Destilación
• Combustión de volátiles
• Combustión de no volátiles
• Maderas, Carbones fósiles, Antracita, Hulla, Lignito,
Turba, Residuos orgánicos, Carbón vegetal o de leña
19. 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 200 400 600 800 1000
Temperature (ºC)
Mass
(%)
-0,09
-0,08
-0,07
-0,06
-0,05
-0,04
-0,03
-0,02
-0,01
0
0,01
DTG
Análisis térmico de la combustión de un
sólido (carbón peletizado)
20. Líquidos
• Volátiles: comportamiento similar a los
combustibles gaseosos
• Poco volátiles: deben mezclarse con aire
conservándose en estado líquido, aunque
finalmente pulverizado (por ejemplo la mezcla
que se produce en un carburador de un motor a
explosión).
Productos de destilación del petróleo, alcoholes, biodiesel
21. Gases
• El estado gaseoso de los combustibles es
que mayor facilidad brinda para que se
produzca una eficiente combustión
• La facilidad de acceso del aire a las
diversas partículas del combustible, hace
que la propagación se efectué en forma
muy rápida
22. • Poder calorífico
• Estado de agregación
• Composición
• Densidad
• Presión de vapor
• Volatilidad
• Punto de inflamación
• Punto de combustión
• Temperatura de auto ignición
• Rango de inflamabilidad
Propiedades fisicoquímicas
28. Composición de la fase gaseosa (%V/V)
Componente GN GM
H2 - 38,8
O2/N2 1 28,2
CO - 11,7
CO2 2,1 7,6
Agua - 1,7
Metano 92 0,3
otros 4,9 11,7
Gas natural y gas manufacturado
29. • Poder calorífico
• Estado de agregación
• Composición
• Densidad
• Presión de vapor
• Volatilidad
• Punto de inflamación
• Punto de combustión
• Temperatura de auto ignición
• Rango de inflamabilidad
Propiedades fisicoquímicas
30. Densidad
Gases:
Densidad relativa al aire (Dr)
Dr > 1: acumulación en los niveles bajos
(mayor riesgo de incendio o explosión)
Dr < 1: disipación rápida.
32. Densidad
sólidos:
Para los combustibles sólidos se suele
presentar distintas densidades: Densidad
aparente, densidad compactada, densidad
según alguna norma específica
Es importante la información del método de
determinación
33. DA (g/mL) DC (g/mL)
aserrín 0,72 0,28
carbonizado 0,33 0,12
Dr (g/mL)
GN 0,6
GLP 2
Gases gasolina 3
35. • Poder calorífico
• Estado de agregación
• Composición
• Densidad
• Presión de vapor
• Volatilidad
• Punto de inflamación
• Punto de combustión
• Temperatura de auto ignición
• Rango de inflamabilidad
Propiedades fisicoquímicas
38. 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 200 400 600 800 1000
Temperature (ºC)
Mass
(%)
-0,09
-0,08
-0,07
-0,06
-0,05
-0,04
-0,03
-0,02
-0,01
0
0,01
DTG
Análisis térmico de la combustión de un
sólido (carbón peletizado): Temperatura
de autoignición
39. Explosividad
• En las reacciones explosivas se genera
más calor del que puede ser disipado por
el medio. Con lo que la temperatura de la
reacción aumenta y esto a su vez hace
aumentar la velocidad, incrementando aún
más el calor desprendido. Es un proceso
cíclico hasta que la reacción queda fuera
de control.
