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ejercisios resueltos de ees de termo 2
Tipo: Ejercicios
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"A una cámara de combustión que funciona en régimen estacionario a 100 kpa entra etano gaseoso (C2H6) a 25 C y aire a 227 C los productos de la combustión salen a 1100 K si se utiliza un 25 por 100 de exceso de aire. La combustión es completa y el flujo masico de combustible es 1 kg/min. obténgase las perdida de calor por unidad de tiempo en kj/min" "ecuacion estequiometrica C2H6+ at_1(O2+3.76 N2)= 2 CO2 +3 H2O + b N2" 2* at_1= 4+ "ecuacion real C2H6+ 1.25at_1(O2+3.76 N2)= 2 CO2 +3 H2O + d N2+ b O2" "1.25at_12 = 4+ 3 + 2b , b = 0.875 tambien 3.76a= b" "1.25at_13.76 = d , d = 16. ""ecuacion real C2H6+ 4.375(O2+3.76 N2)= 2 CO2 +3 H2O + 16.45 N2+ 0.875 O2" "productos" n_co2[1]= H_formacion[1]=- 393520 H_temperatura[1]= H_referencia[1]= H[1]=n_co2[1](H_formacion[1]+H_temperatura[1]-H_referencia[1]) n_H2O[2]= H_formacion[2]=- 241820 H_temperatura[2]= H_referencia[2]= H[2]=n_H2O[2](H_formacion[2]+H_temperatura[2]-H_referencia[2]) n_N2[3]=16, H_formacion[3]= H_temperatura[3]= H_referencia[3]= H[3]=n_N2[3](H_formacion[3]+H_temperatura[3]-H_referencia[3]) n_O2[4]=0, H_formacion[4]= H_temperatura[4]= H_referencia[4]= H[4]=n_O2[4](H_formacion[4]+H_temperatura[4]-H_referencia[4]) {"reactivos"} n_C2H6[5]= H_formacion[5]=- 84680 H_temperatura[5]= H_referencia[5]= H[5]=n_C2H6[5](H_formacion[5]+H_temperatura[5]-H_referencia[5]) n_O2[6]=4, H_formacion[6]= H_temperatura[6]= H_referencia[6]= H[6]=n_O2[6]*(H_formacion[6]+H_temperatura[6]-H_referencia[6]) n_N2[7]=16, H_formacion[7]= H_temperatura[7]= H_referencia[7]=
H_referencia[3]= H[3]=n_N2[3](H_formacion[3]+H_temperatura[3]-H_referencia[3]) n_O2[4]=(a-3) H_formacion[4]= H_temperatura[4]= H_referencia[4]= H[4]=n_O2[4](H_formacion[4]+H_temperatura[4]-H_referencia[4]) "reactivos" n_C2H4[5]= H_formacion[5]= H_temperatura[5]= H_referencia[5]= H[5]=n_C2H4[5](H_formacion[5]+H_temperatura[5]-H_referencia[5]) n_O2[6]=a H_formacion[6]= H_temperatura[6]= H_referencia[6]= H[6]=n_O2[6](H_formacion[6]+H_temperatura[6]-H_referencia[6]) n_N2[7]=3,76a H_formacion[7]= H_temperatura[7]= H_referencia[7]= H[7]=n_N2[7](H_formacion[7]+H_temperatura[7]-H_referencia[7]) H[1]+H[2]+H[3]+H[4]=H[5]+H[6]+H[7] AC_teorico=a/at_ e=(AC_teorico-1)*
"A una pila de combustible entran etano gas (C2H4) y el oxigeno estequiometrico en fase gaseosa, cada uno a 1 atm y 25‹C, y originan los productos de la reaccion completa, tambien a 25‹C. Toda el agua formada en el catodo sale a 1 atm en estado vapor y el CO2, formado en el anodo sale como gas puro a 1 atm. Determinese: a) el trabajo maximo obtenido en el proceso en regimen estacionario, en kJ/Kmol de combustible, b) el rendimiento idea de la pila en %, c) la fuerza electromotriz ideal en Voltios."
"ecuacion estequiometrica" "C2H4 + 3O2 ---> 2CO2 + 2H2O" "A.- Trabajo Maximo" G_co2=- 394360 G_h2o =- 237180 G_c2h4=- 32890 G_o2= g_p=2G_co2+2G_h2o g_r=G_c2h4+3G_o W_max=g_p-g_r "B.-rendimiento ideal de la pila en %" T[1]= h_co2[1]=Enthalpy(CO2;T=T[1]) h_h2o[1]=Enthalpy(H2O;T=T[1]) h_c2h4[1]=Enthalpy(C2H4;T=T[1]) h_o2[1]=Enthalpy(O2;T=T[1]) DELTAh=h_p-h_r h_p=2h_co2[1]+2h_h2o[1] h_r=h_c2h4[1]+3h_o2[1] deltag=W_max n=deltag/deltah "C.- fuerza electromotriz ideal" "C2H4 + NC OH ---> 2CO2 + alfa H2O + NC e-" NC= alfa= Vi=-W_max/(NC*96487)
cp=Cp(Air;T=Ti) cv=Cv(Air;T=Ti) Ta=295[K] R=cp-cv mc_dot=1[kg/s] AC=ma_dot/mc_dot Va_dotPa=ma_dotR(Ta) "G) TEMPERATURA DE ROCIO NUEVA" omega_prime=0,017[-] "nueva ecuacion real C2H6 + 4.2(O2+3.76N2)=2CO2+(3+alpha1)H2O+0.7O2+15.792N2" MH2O=MolarMass(Water) alpha_prime=omega_primeAC(MC/MH2O) Pv_prime=((3+alpha_prime)PT)/(2+3+0,7+15,792+alpha_prime) TR_prime=T_sat(Water;P=Pv_prime)
"En una pila de combustible entran alcohol metílico y oxigeno estequiometrico en fase gaseosa cada uno a 1 atm y 25 y originan los productos de la reacción completa , también a 25 toda el agua formada en el catodo sale a 1 atm en estado liquido y el formado en el anodo sale como gas puro a 1 atm , obtengase a)El trabajo máximo obtenido en el proceso de régimen estacionario en kj/ kmol de combustible b) el rendimiento ideal de la pila c) la fuerza electro motriz ideal" "ecuacion estequiometrica" "CH3OH+ atO2 = CO2 + 2 H2O " 1 + 2 at_1= 2+ "CH3OH+ 1.5*O2 = CO2 + 2 H2O " n_CO2[1]= g_formacion[1]=- 394360 H_formacion[1]=- 393520 n_H2O[2]= g_formacion[2]=- 237180
H_formacion[2]=- 285830 "reactivos" n_CH3OH[3]= g_formacion[3]=- 162000 H_formacion[3]=- 200670 g_formacion[5]= H_formacion[5]= "a)" g_reaccion298=(n_CO2[1]g_formacion[1]+n_H2O[2]g_formacion[2])- (n_CH3OH[3]g_formacion[3]) N_combustible= W_electric/N_combustible=w_maximo w_maximo=g_reaccion {b)} h_reaccion298=(n_CO2[1]H_formacion[1]+n_H2O[2]H_formacion[2])- (n_CH3OH[3]H_formacion[3]) n_rendimiento=(g_reaccion298/h_reaccion298)* {c)} "CH3OH+ 2 H2O =CO2 + 6 H + 6 e " nc= Vi=-g_reaccion298/(nc*96487)
hn2[2]=Enthalpy(N2;T=T[2]) h_r=hc3h8[2]+12,5(-ho2[2])+47(-hn2[2]) h_p=C[2](hco2[1]+7480,75)+D[2](hh2o[1]+36856,55)+E[2](29907,82)+F[2](31660,52) q=(h_p-h_r)/(3C[1]+8H[1]) Q_dot=q*m_dot_combustible
"Se quema combustible propano (C3H8) con una aire teorico a 25ªC en un horno de calentamiento. Determinar el poder calorifico superior y inferior. C3H8 + 5 (O2 + 3,76 N2) ----> 3 CO2 + 4 H2O + 18,8 N2" q=hc hc=Hp- Hr T[1]= hco2[1]=Enthalpy(CO2;T=T[1]) hh2o[1]=Enthalpy(H2O;T=T[1]) hn2[1]=Enthalpy(N2;T=T[1]) hc3h8[1]=Enthalpy(C3H8;T=T[1]) ho2[1]=Enthalpy(O2;T=T[1]) Hp=3hco2[1]+4hh2o[1]+18,8hn2[1] Hr=hc3h8[1]+5ho2[1]+18,8*hn2[1]
"Hallando los poderes calorficos " C[1]= H[1]= O[1]= N[1]= M_m=3C[1]+8H[1] HHV=-hc/M_m T[2]= hco2[2]=Enthalpy(CO2;T=T[1]) hh2o[2]=Enthalpy(H2O;T=T[2]) hn2[2]=Enthalpy(N2;T=T[2]) hc3h8[2]=Enthalpy(C3H8;T=T[2]) ho2[2]=Enthalpy(O2;T=T[2]) h2=3hco2[2]+4hh2o[1]+ LHV=-h2/M_m
"Una pila de combustible utiliza como combustible una mezcla equimolar de CO y , el comburente y la cantidad estequiometrica de oxigeno entran al anodo y al catodo, respectivamente en las condiciones del ambiente de 25 y 1 atm Suponga que toda el agua formada en el catodo sale en estado liquido y que el CO2 formado en el anodo sale como gas puro a 1 atm y 25 determine a)El trabajo máximo obtenido de la reacción completa en régimen estacionario en kj/ kmol de mezcla
30% de CH4, 50% de H2 y 2% de N2. El gas se quema con 130% de aire teorico. Se pide: {A) La ecuacion de combustion.} A CO + BCO2 + C O2 + D CH4 + E H2 + F N2 + G ( O2 + 3,76 N2) ---> H CO2 + I H2O + J N
r_a.c=m_dot_a/m_dot_c m_dot_a=G[2](2O[1]+3,762N[1]) m_dot_c=A[2]2N[1]+B[2]44+C[2]2O[1]+D[2]O[1]+E[2]2H[1]+F[2]2N[1] "C) Temperatura de Rocio a una presion 1,05 bar" p_2=1, P_h2o=(I[2]/(H[2]+I[2]+J[2]+K[2]))*p_ P[1]=21, x[1]= T[1]=Temperature(Water;P=P[1];x=x[1]) T_rocio=T[1]
