REPORTE 3: ANÁLISIS DE LA COMBUSTIÓN Y SU IMPACTO AMBIENTAL

1. REPORTE 3: ANÁLISIS DE LA
COMBUSTIÓN Y SU IMPACTO
AMBIENTAL
NOMBRE: LEGAZPI ASCENCIO AXHEL
GRUPO: 8
LAB. DE MÁQUINAS TÉRMICAS
FECHA DE REALIZACIÓN/: 20/09/2016
FECHA DE ENTREGA: 27/09/2016

2. LAB. DE MÁQUINAS TÉRMICAS. ANÁLISIS DE LA COMBUSTIÓN Y SU IMPACTO AMBIENTA.
Objetivos
I. Describe laimportanciade loscombustiblescomofuente energéticayde la combustióncomoun
proceso de obtención de energía en forma de calor.
II.Revisadetalladamente lascaracterísticasde loscombustibles.(Tipo,densidad,viscosidad,pureza,
volatilidad, poder calorífico alto (superior) y bajo (inferior), temperatura de flama adiabática,
análisis físico y análisis químico, entalpía de formación, etc.).
III.Calculaparámetroscaracterísticosdel procesode combustión,pararealizarconclusionesacerca
de la importancia de un proceso eficiente y su efecto sobre consumo excesivo de combustible,
costos y contaminación ambiental. (Térmica, atmosférica y por partículas sólidas).

3. LAB. DE MÁQUINAS TÉRMICAS. ANÁLISIS DE LA COMBUSTIÓN Y SU IMPACTO AMBIENTA.
Reporte
4. Memoria de cálculo completa para la caldera - aceite diésel.
Composición del aceite Diésel (valores estandarizados)
C H2 O2 N2 S H2O
80 % 7 % 3 % 9 % 0.2 % 0.8 %
 1.- Aire teórico 𝐴 𝑇 [
𝑘𝑔 𝐴𝑇
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏
]
Si sabemos que:
𝐴 𝑇 = 11.5 𝑪 + 34.5 ( 𝑯2 −
𝑶2
8
) + 4.32 𝑺
Datos de la composición del combustible
𝑨 𝑻 = 11.5 (0.8) + 34.5 (0.07 −
0.03
8
) + 4.32 (0.002) = 𝟏𝟏. 𝟒𝟗𝟒 (
𝒌𝒈 𝑨𝑻
𝒌𝒈 𝒄𝒐𝒎𝒃
)
 2.- Gasto del aire 𝐺𝑎 [𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟𝑒/ℎ]
𝐺𝑐 = 62.764 (
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏
ℎ
)  Gasto de combustible
De los datos del combustible  𝑐 = 80% por lo tanto:
𝐺𝑎 =
28 𝑁𝑟𝑒𝑎𝑙
12 ( 𝐶𝑂 + 𝐶𝑂2)0.768
𝑥 𝐶 𝑥 𝐺𝑐 =
28 (100% − (%𝐶𝑂 + %𝐶𝑂2 + %𝑂2))
12 ( 𝐶𝑂 + 𝐶𝑂2)0.768
𝑥 𝐶 𝑥 𝐺𝑐
Los datos obtenidos son:
%𝐶𝑂 = 1.5 , %𝐶𝑂2 = 9 , %𝑂2 = 7.5
Sustituyendo
𝐺𝑎 =
28 (100% − (1.5 + 9 + 7.5))(𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟𝑒)
12(1.5 + 9)(0.768)(𝑘𝑔 𝑐)
(0.8 (
𝑘𝑔 𝑐
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏
))(62.764(
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏
ℎ
) )
𝐺𝑎 = 𝟏𝟏𝟗𝟏.𝟑𝟓 (
𝒌𝒈 𝒂𝒊𝒓𝒆
𝒉
)
Análisis dimensional:
𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟𝑒
𝑘𝑔 𝑐𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛𝑜
(
𝑘𝑔 𝑐𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛𝑜
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒
) =
𝑘𝑔 𝑎𝑖𝑟𝑒
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒

4. LAB. DE MÁQUINAS TÉRMICAS. ANÁLISIS DE LA COMBUSTIÓN Y SU IMPACTO AMBIENTA.
 3.- Gasto de gases secos 𝐺𝑔𝑠 [𝑘𝑔 𝑔𝑠/ℎ]
𝐺𝑐 = 62.764 (
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏
ℎ
)  Gasto de combustible
Datos del combustible 𝑐 = 80% por lo tanto:
𝐺𝑔𝑠 =
28 𝐶𝑂 + 44 𝐶𝑂2 + 32 𝑂2 + 28 𝑁𝑟𝑒𝑎𝑙
12 ( 𝐶𝑂 + 𝐶𝑂2)
𝑥 𝐶 𝑥 𝐺𝑐
𝐺𝑔𝑠 =
28 𝐶𝑂 + 44 𝐶𝑂2 + 32 𝑂2 + 28 (100% − (%𝐶𝑂 + %𝐶𝑂2 + %𝑂2))
12 ( 𝐶𝑂 + 𝐶𝑂2)
𝑥 𝐶 𝑥 𝐺𝑐
Los datos obtenidos son: %𝐶𝑂 = 1.5, %𝐶𝑂2 = 9 , 𝑂2 = 7.5
Sustituyendo:
𝐺𝑔𝑠
=
28(1.5) + 44(9) + 32(7.5) + 28(100 − (1.5 + 9 + 7.5)) 𝑘𝑔 𝑔𝑠
12(1.5 + 9)(𝑘𝑔 𝑐)
(0.8 (
𝑘𝑔 𝑐
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏
))(62.764 (
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏
ℎ
) )
𝐺𝑔𝑠 = 𝟏𝟏𝟖𝟓.𝟏𝟒 (
𝒌𝒈 𝒈𝒔
𝒉
)
 4.- Gasto de combustible no quemado 𝐺𝑐𝑛𝑞 [𝑘𝑔 𝑐𝑛𝑞/ℎ]
𝐺𝑐𝑛𝑞 =
𝐶𝑂
𝐶𝑂 + 𝐶𝑂2
𝑥 𝐶 𝑥 𝐺𝑐 =
1.5 (𝑘𝑔 𝑐𝑛𝑞)
(1.5 + 9)(𝑘𝑔 𝑐)
(0.8(
𝑘𝑔 𝑐
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏
))(62.764 (
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏
ℎ
) )
𝐺𝑐𝑛𝑞 = 𝟕. 𝟏𝟕𝟑 (
𝒌𝒈 𝒄𝒏𝒒
𝒉
)
 5.- Exceso de aire 𝐸 𝐴 [%]
𝐸 𝐴 =
3.76(𝑂2 − 0.5 𝐶𝑂)
𝑁𝑟𝑒𝑎𝑙 − 3.76(𝑂2 − 0.5 𝐶𝑂)
=
3.76(𝑂2 − 0.5 𝐶𝑂)
(100% − (%𝐶𝑂 + %𝐶𝑂2 + %𝑂2) − 3.76(𝑂2 − 0.5 𝐶𝑂)
𝑬 𝑨 =
3.76(9.5 − 0.5(1.3))
(100 − (1.3 + 8.5 + 9.5)) − 3.76(9.5 − 0.5(1.3))
𝑥100 = 44.825%

5. LAB. DE MÁQUINAS TÉRMICAS. ANÁLISIS DE LA COMBUSTIÓN Y SU IMPACTO AMBIENTA.
 6.-Gasto de combustible 𝐺𝑐 [𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏/ℎ]
𝐺𝑐 =
𝑎2 𝑦
𝑡
𝑥 𝜌 𝑑𝑖é𝑠𝑒𝑙
Datos
𝑎 = 0.3048 [ 𝑚] ; 𝑦 = 5.1 [ 𝑐𝑚] ; 𝑡 = 3min 51 𝑠 = 231 [𝑠] ; 𝜌 𝑑𝑖é𝑠𝑒𝑙 = 850 (
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏
𝑚3
)
Sustituyendo
𝐺𝑐 =
𝑎2 𝑦
𝑡
𝑥 𝜌 𝑑𝑖é𝑠𝑒𝑙 =
(0.3048 𝑚 )2(0.051 𝑚)
231 𝑠 (
1ℎ
3600 𝑠
)
(850 (
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏
𝑚3
))
𝐺𝑐 = 𝟔𝟐. 𝟕𝟔𝟒 (
𝒌𝒈 𝒄𝒐𝒎𝒃
𝒉
)
 Comprobación
𝐺𝑐 + 𝐺𝑎 ≈ 𝐺𝑔𝑠 + 𝐺𝑐𝑛𝑞 + 𝐺 𝐻2𝑂
𝟔𝟐. 𝟕𝟔 + 𝟏𝟏𝟗𝟏. 𝟑𝟓 ≈ 𝟏𝟏𝟖𝟓. 𝟏𝟒+ 𝟕. 𝟏𝟕𝟑+ 𝐆 𝐇𝟐𝐎
𝟏𝟐𝟓𝟒. 𝟏𝟏 ≈ 𝟏𝟏𝟗𝟐. 𝟑𝟏+ 𝑮 𝑯𝟐𝑶
5. Reflexión de lo aprendido, de lo requiere estudiar y profundizar, de su
desempeño y compromiso con su aprendizaje, de lo que requiere mejorar, etc.
Fuentes de consultadas.
6. Fuentes consultadas.
 Cengel,Y.,& Boles,M.(2011). Termodinámica (7thed.,).México,D.F:McGraw-Hill
 Márquez Martínez, Manuel.(2005).Combustión y quemadores.España.NP
 Jiménez Cisneros, Blanca Elena. (2012).La contaminación ambiental en México.
México. D,F. Limusa
 http://www.stps.gob.mx/bp/secciones/dgsst/normatividad/normas/Nom-005.pdf