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Fundamentos da Termodinâmica
EXEMPLO 13.2 Determine a análise molar dos produtos de combustão do octano C8H18, quando este é queimado com 200% de ar teórico, e o ponto de orvalho dos produtos. Admita que a pressão nos produtos de combustão seja igual a 0,1 MPa.
Número total de kmols dos produtos 8 + 9 + 12,5 + 94,0 = 123,5 Análise molar dos produtos CO2 = 8/123,5 = 6,47% H2O = 9/123,5 = 7,29% O2 = 12,5/123,5 = 10,12% N 2 = 94/123,5 = 76,12% — = 100,00%
Solução: A equação da combustão do octano com 200% de ar teórico é
A pressão parcial da água é 100(0,0729) = 7,29 kPa. A temperatura de saturação correspondente a essa pressão, que também é a temperatura do porto de orvalho, é 39,7 °C.
C8H18 + 12,5(2) O 2 + 12,5(2)(3,76) N2 → 8 CO2 + 9 H2O + 12,5 O2 + 94,0 N2
EXEMPLO 13.3 O gás produzido na gaseificação de carvão betuminoso (ver Tabela 13.2) é queimado com 20% de excesso de ar. Calcule a relação ar-combustível nas bases volumétrica e mássica. Solução: Para calcular a quantidade do ar teórico necessária, escreveremos a equação da combustão para as substâncias combustíveis contidas em um kmol de combustível 0,14H2 + 0,070O2 → 0,14H2O 0,27CO + 0,135O2 → 0,27CO2 0,03CH4 + 0,060 O2 → 0,03 CO2 + 0,06 H2O 0,265 = kmol de O2 necessários/kmol de combustível − 0,006 = kmol de O2 no combustível/kmol de combustível 0,259 = kmol de O2 necessário/kmol de combustível Assim, a equação completa para 1 kmol de combustível é Combustível 0,14 H 2 + 0,27 CO + 0,03 CH 4 + 0,006 O 2 + 0,509 N 2 + 0,045 CO 2
Ar +0,259 O 2 + 0,259(3,76) N 2 → 0,20 H 2O + 0,345 CO 2 + 1,482 N 2 kmol de ar kmol de combustível
= 0,259 × teórico
1 = 1,233 0,21
Se o ar e o combustível estiverem à mesma pressão e temperatura, esse valor também representa a relação entre o volume de ar e o volume de combustível. Para 20% de excesso de ar, a relação ar-combustível em base molar é igual a 1,2 × 1,233. Ou seja, a relação é igual a 1,48. A relação ar– combustível em massa é
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