Post on 16-Dec-2015
COMBUSTIN
COMBUSTIBLE
Las sustancias que se queman para aprovechar el calor queliberan al reaccionar con el oxgeno del aire se llaman
combustibles.
Los combustibles utilizados para el consumo de energa en elcampo industrial, en transportes y uso domstico, se clasifican enslidos, lquidos y gaseosos.
Minerales Carbn, hulla, coque, antracita,Slidos grafito, lignito, turba, asfaltita.
Vegetales Lea, carbn de lea, bagazo.
Petrleo y Gasolina, kerosene, petrleo,
derivados diesel, etcLquidos
Alcoholes de madera, de cereales, de caa
Gas licuado de petrleo (GLP)
Gaseosos Gas natural
Gas artificialBio-gas
CARBN MINERAL
Es una sustancia dura,de origen mineral, de coloroscuro o casi negro queresulta de ladescomposicin lenta de lamateria leosa de losbosques.
Arde con dificultad encomparacin con el carbnde lea, pero tiene mayorpoder calorfico que ste.
USOS DEL CARBN
PETRLEO
Es un lquido aceitoso,menos denso que el agua, decolor oscuro y olor fuerte, quese encuentra formandomanantiales en el interior dela tierra.
El petrleo viene a ser unamezcla de hidrocarburos,cuya frmula es de la formaCxHy y que pueden sersaturados, no saturados etc.
GAS NATURAL
El gas natural estconstituido por hidrocarburosde bajo punto de ebullicin;el componente principal,aproximadamente el 85%, esmetano. En menoresproporciones est presente eletano, aproximadamente un10% y el propano que puedellegar a porcentajes de hastaun 3%. En cantidades anmenores aparecen el butano,pentano, hexano, heptano yoctano.
COMBUSTIBLES MS UTILIZADOSCombustible kcal/kg
Acetileno 11.600 kcal/kg
Propano
Gasolina
Butano
11.000 kcal/kg
Gasoil 10.200 kcal/kg
Fuel-oil 9.600 kcal/kg
Antracita 8.300 kcal/kg
Coque 7.800 Kcal.
Alcohol de 95 6.740 kcal/kg
Lignito 4.800 kcal/kg
Turba 4.700 kcal/kg
Hulla 4.000 kcal/kg
COMBUSTIN
El trmino combustinusualmente se refiere a unareaccin qumica en la queinterviene un combustible yoxgeno o aire, generalmenteva acompaada de una flama.
MOTORES DE COMBUSTIN INTERNA (PARTES)
Entrada decombustible
Pistn (mbolo)
Vlvula de escape
Leva
Biela - cigeal
Cilindro
BujaVlvula de admisin
CAMARA DE
COMBUSTINCOMBUSTIBLE
COMBURENTE
PRODUCTOS
DE LA
COMBUSTIN
COMBUSTIBLE: C, H, S
COMBURENTE: AIRE (O2: 21%, N2: 79%)
PRODUCTOS DE LA COMBUSTIN:
CO2
GASES DE CO
CHIMENEA O2
HMEDO N2
H2O
PROCESOS DE COMBUSTIN
ECUACIN DE REACCIN
Es la expresin cuantitativa de las sustancias y de lasproporciones en las que stas intervienen en el proceso decombustin.
Ejemplo:
Aire
21% Oxigeno 79% Nitrgeno
1 mol 3,76 moles
-COMBUSTIN COMPLETA
Es aquella en la que todos los elementosoxidables del combustible se oxidancompletamente.
C3 H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O + ENERGIA
S SO3
N N2O5 ( 2000 K)
-COMBUSTIN INCOMPLETA
Es aquella donde en sus productos hayelementos o sustancias combustibles como CO.
C3 H8 + 3O2 C+ 2CO + 4H2O + ENERGIA
S SO2
N NXOY ( 2000 K)
-COMBUSTIN IDEAL
Es aquella combustin completa en la que eloxgeno suministrado es el minmo indispensable.Se entiende que todas las condiciones para quetal cosa suceda, se dan durante el proceso.
-COMBUSTIN REAL
En la prctica se nos presentarn procesos decombustin que no son ideales ni completos; esdecir, seran incompletas a pesar de tener aire enexceso.
FACTORES QUE INFLUYEN EN LACOMBUSTIN
Entre los ms importantes se cuentan:
-combustible
-relacin aire/combustible
-geometra de la cmara
-temperatura de la combustin
-forma de alimentacin del combustible
-turbulencia en la cmara
-velocidad de salida de gases.
-AIRE TERICO
Se le denomina tambin aire estequiomtrico. Esla cantidad de aire que proporciona el oxgenoestrictamente necesario para la oxidacin completade los elementos oxidables del combustible.
CH4 + 2O2 + 2(3.76)N2 CO2 + 2H2O + 7.52N2o
CH4 + 0,21ZO2 + 0,79ZN2 CO2 + 2H2O +
7.52N2
Z: moles de aire terico
-AIRE REAL O EFECTIVO
Es la cantidad de aire que ingresa a un procesode combustin.
-EXCESO DE AIRE
Se define:
100*%.
..
TERICOAIRE
TERICOAIREREALAIREAIREex
% de exceso de aire = % de exceso de O2
-RELACIN AIRE / COMBUSTIBLEEs el cociente entre la masa de aire y la masa de combustible utilizadosen la combustin. Se expresa en kg de aire por kg de combustible.
C
ACA
m
mr /
-HUMEDAD ESPECFICA
Se define como:
masa agua (kg)
Humedad especfica =
masa gases chimenea seco (kg)
COMBUSTIN CON AIRE
-COMBUSTIN IDEAL CON AIRE
C3H8 + 5[O2 + (3.76)N2 ] 3CO2 + 4H2O + 18,8N2
-COMBUSTIN IDEAL CON EXCESO DE AIRE
C3H8 + 5[O2 + (3.76)N2 ] 3CO2 + 4H2O + 18,8N2
Si se utiliza 40% del exceso de aire, la combustinse est realizando con 140% de aire terico, luegola ecuacin ser:
C3H8 + 1,4x5[O2 + (3.76)N2 ] 3CO2 + 4H2O + 1,4x18,8N2 + 0,4x5O2
-COMBUSTIN REAL
COMBUSTIN REAL CON DEFICIENCIA DEAIRE
En estos procesos el carbono reaccionaformando CO y CO2 en proporciones quedependen de la deficiencia de aire y se determinabalanceando la ecuacin de reaccin.
La deficiencia de aire puede ser tanta que puedequedar combustible sin quemar durante lareaccin, el cual aparecer en los productos.
COMBUSTIN REAL CON EXCESO DE AIRE
La ecuacin de la reaccin es de la forma:
CxHy + a[O2 + (3.76)N2 ] iCO2 + jCO + eH2O +
fN2 + gO2
Los coeficientes i, j, e, f y g deben serdeterminados para la combustin real.
PASOS:
1.Reaccin del combustible con aire tericoestequiomtrico.
2.Reaccin del combustible con aire real o efectivo.
CALOR DE COMBUSTIN
REACTANTES
TR (K)
PRODUCTOS
TP (K)
.TR > T0 = 298 K
HR (-)
.TR < T0 = 298 K
HR (+)
HRHP (+)
H298 K (-)
T0
HCOMB = HR + H298 + HP
HCOMB
TEMPERATURA DE FLAMA O LLAMA
Se denomina temperatura terica de la
combustin o adiabtica de combustin, a la
que se obtendra en una combustin
estequiomtrica, con mezcla perfectamente
homognea y en periodo de tiempo muy corto
de tal forma que no haya prdidas calorficas
en el ambiente. La mxima temperatura que
pueden alcanzar los productos de combustin
es la temperatura adiabtica de llama.
- APROVECHAMIENTO DE
ENERGA
HCOMB = 0 TEMPERATURA DE LLAMA OFLAMA
+ REQUISITOS TRMICOS