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COMBUSTION
FIME - TERMODINAMICA II –
Verano 2014
Tema: Procesos teórica y real de
1. Se quema combustible de propano (C3H8) en presencia de aire. Suponiendo que la
combustión es teórica — es decir, sólo están presentes en los productos nitrógeno (N2),
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Tema: Procesos teórica y real de
2. El mezclador de combustibles e
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(CH4) con aire para formar una mezcla combustible a la salida. Determine los
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3. Se quema n-butano (C4H10) con la cantidad estequiométrica de oxígeno.
Determine la fracción molar de dióxido de carbono y agua en los productos de
combustión. También calcule el número de moles de dióxido de carbono en los
productos por unidad de moles de combustible que se quema.
FIME - TERMODINAMICA II –
Verano 2014
combustible que se quema.
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combustión
3. Se quema combustible de propano (C3H8) con la cantidad estequiométrica de
aire. Determine la fracción másica de cada producto. Calcule también la masa de
agua en los productos y la masa de aire necesaria por unidad de masa de
FIME - TERMODINAMICA II –
Verano 2014
de cada reactivo.
Tema: Procesos teórica y real de
combustión
4. Se quema n-octano (C8H18) con la cantidad estequiométrica de aire. Calcule
la fracción másica de cada producto y la masa de agua en el producto por
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FIME - TERMODINAMICA II –
Verano 2014
Tema: Procesos teórica y real de
5. Se quema combustible de n-buc
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con un exceso de aire de 100
por ciento. Determine la fracción molar de cada uno de los productos.
También calcule la masa de dióxido de carbono en los productos por unidad
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FIME - TERMODINAMICA II –
Verano 2014
Tema: Procesos teórica y real de
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6. Se quema n-octano (C8H18) con 50 por ciento de exceso de aire. Calcule la
fracción másica de cada producto, y la masa de agua en el producto por unidad
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FIME - TERMODINAMICA II –
Verano 2014
Tema: Procesos teórica y real de
7. Se quema gasolina (supuesta cc
oo
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o C
b8
u
H
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i)
ó
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en un flujo estacionario, con aire
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determine el porcentaje del aire teórico que se usa durante este proceso.
FIME - TERMODINAMICA II –
Verano 2014
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Tema: Procesos teórica y real de
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8. Se quema butano (C4H10) en 200 por ciento del aire teórico. En caso de
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Tema: Procesos teórica y real de
9. Una mezcla combustible de 60 c
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nase másica, de metano (CH4) y
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FIME - TERMODINAMICA II –
Verano 2014
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10. Se quema propileno (C3H6) con 50 por ciento de exceso de aire durante un
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11. Cierto gas natural tiene el siguie
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FIME - TERMODINAMICA II –
Verano 2014
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Verano 2014
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  • 19. FIME - TERMODINAMICA II – Verano 2014
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  • 21. Tema: Procesos teórica y real de 1. Se quema combustible de propano (C3H8) en presencia de aire. Suponiendo que la combustión es teórica — es decir, sólo están presentes en los productos nitrógeno (N2), vapor de agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2 )— determine a) la fracción másica de dióxido de carbono y b) las fracciones molar y másica del vapor de agua en los productos. FIME - TERMODINAMICA II – Verano 2014 combustión
  • 22. una mezcla ideal de combustión a la salida. Tema: Procesos teórica y real de 2. El mezclador de combustibles e c nou m n b qu ue sm ti a ó dn or de gas natural mezcla metano (CH4) con aire para formar una mezcla combustible a la salida. Determine los flujos másicos en las dos entradas que se necesitan para producir 0.5 kg/s de 3. Se quema n-butano (C4H10) con la cantidad estequiométrica de oxígeno. Determine la fracción molar de dióxido de carbono y agua en los productos de combustión. También calcule el número de moles de dióxido de carbono en los productos por unidad de moles de combustible que se quema. FIME - TERMODINAMICA II – Verano 2014
  • 23. combustible que se quema. Tema: Procesos teórica y real de combustión 3. Se quema combustible de propano (C3H8) con la cantidad estequiométrica de aire. Determine la fracción másica de cada producto. Calcule también la masa de agua en los productos y la masa de aire necesaria por unidad de masa de FIME - TERMODINAMICA II – Verano 2014
  • 24. de cada reactivo. Tema: Procesos teórica y real de combustión 4. Se quema n-octano (C8H18) con la cantidad estequiométrica de aire. Calcule la fracción másica de cada producto y la masa de agua en el producto por unidad de masa de combustible quemado. También calcule la fracción másica FIME - TERMODINAMICA II – Verano 2014
  • 25. Tema: Procesos teórica y real de 5. Se quema combustible de n-buc ta o nm o ( b Cu 4H s t 1i 0 ó )n con un exceso de aire de 100 por ciento. Determine la fracción molar de cada uno de los productos. También calcule la masa de dióxido de carbono en los productos por unidad de masa del combustible, y la relación aire-combustible. FIME - TERMODINAMICA II – Verano 2014
  • 26. Tema: Procesos teórica y real de combustión 6. Se quema n-octano (C8H18) con 50 por ciento de exceso de aire. Calcule la fracción másica de cada producto, y la masa de agua en el producto por unidad de masa de producto quemado. También calcule la fracción másica de cada reactivo. FIME - TERMODINAMICA II – Verano 2014
  • 27. Tema: Procesos teórica y real de 7. Se quema gasolina (supuesta cc oo mm o C b8 u H s1 t8 i) ó , n en un flujo estacionario, con aire en un motor de propulsión por reacción. Si la relación aire-combustible es de 18 kg aire/kg combustible, determine el porcentaje del aire teórico que se usa durante este proceso. FIME - TERMODINAMICA II – Verano 2014
  • 28. producto es de 100 kPa? Tema: Procesos teórica y real de combustión 8. Se quema butano (C4H10) en 200 por ciento del aire teórico. En caso de combustión completa, ¿cuántos kmol de agua se deben rociar en la cámara de combustión por kmol de combustible si los productos de la combustión deben tener una temperatura de punto de rocío de 60 °C cuando la presión del FIME - TERMODINAMICA II – Verano 2014
  • 29. Tema: Procesos teórica y real de 9. Una mezcla combustible de 60 c po or m cb ieu nt s ot ,ia ób nase másica, de metano (CH4) y 40 por ciento de etanol (C2H6O) se quema completamente con aire teórico. Si el flujo total del combustible es de 10 kg/s, determine el flujo necesario de aire. FIME - TERMODINAMICA II – Verano 2014
  • 30. Tema: Procesos teórica y real de 10. Se quema propileno (C3H6) con 50 por ciento de exceso de aire durante un proceso de combustión. Suponiendo combustión completa y una presión total de 105 kPa, determine a) la relación aire-combustible y b) la temperatura a la que el vapor de agua en los productos comenzará a condensarse. combustión FIME - TERMODINAMICA II – Verano 2014
  • 31. Tema: Procesos teórica y real de 11. Cierto gas natural tiene el siguie cn o tm e a b nu ál s istii sóvn olumétrico: 65 por ciento de CH4, 8 por ciento de H2, 18 por ciento de N2, 3 por ciento de O2 y 6 por ciento de CO2. Este gas se quema ahora por completo con la cantidad estequiométrica de aire seco. ¿Cuál es la relación aire-combustible para este proceso de combustión? FIME - TERMODINAMICA II – Verano 2014
  • 32. Tema: Procesos teórica y real de combustión 12. Repetir el problema Nro 11 reemplazando el aire seco por aire húmedo que entra a la cámara de combustión a 25 °C, 1 atm y 85 por ciento de humedad relativa. FIME - TERMODINAMICA II – Verano 2014
  • 33. 1.83 por ciento de N2, 0.52 por ciento Tema: Procesos teórica y real de combustión 13. Un carbón procedente de Pucallpa - Perú tiene un análisis elemental (por masa) de 79.61 por ciento de C, 4.66 por ciento de H2, 4.76 por ciento de O2, FIME - TERMODINAMICA II – Verano 2014
  • 34. Tema: Entalpia de formación 14. Determine la entalpía de combustión del metano (CH4) a 25 °C y 1 atm, usando los datos de entalpía de formación de la tabla A-26. Suponga que el agua en los productos está en forma líquida. Compare su resultado con el valor listado en la tabla A-27. FIME - TERMODINAMICA II – Verano 2014
  • 35. Tema: Entalpia de formación 15. Se quema etano (C2H6) a presión atmosférica con la cantidad estequiométrica de aire como el oxidante. Determine el calor rechazado, en kJ/kmol combustible, cuando los productos y los reactivos están a 25 °C y el agua aparece en los productos como vapor. FIME - TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva Baigorria 16. ¿Cuál es la presión mínima de los productos del problema 15-49 que asegurará que el agua en los productos estará en forma de vapor? FIME - TERMODINAMICA II – Verano 2014
  • 36. Tema: Entalpia de formación 17. Calcule el PCS y el PCI del propano líquido (C3H8). Compare sus resultados con los valores de la tabla A-27. FIME - TERMODINAMICA II – Verano 2014