APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO DE COMBUSTIBLES FÓSILES
COMBUSTIBLE COMBUSTIÓN
LUZ Y CALOR
ENERGÍA TÉRMICA
ENERGÍA MECÁNICA TRANSPORTE
INDUSTRIA
ENERGÍA ELÉCTRICA
TEMA 5. APLICACIONES, USOS E IMPACTO
AMBIENTAL DE LOS COMBUSTIBLES FÓSILES
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Asignatura: Introducción a la Ingeniería de la Energía, Profesor: , Carrera: Ingeniería de la Energía, Universidad: URJC
Tipo: Apuntes
2016/2017
1 / 17
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APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO DE COMBUSTIBLES FÓSILES
COMBUSTIBLE COMBUSTIÓN ENERGÍA TÉRMICA^ LUZ Y CALOR
ENERGÍA MECÁNICA INDUSTRIATRANSPORTE
ENERGÍA ELÉCTRICA
xi (^) McombustiblMi e
CARACTERÍSTICAS DE LOS COMBUSTIBLES
COMBUSTIBLE sustancias no combustibles” COMPOSICIÓN : “mezcla de hidrocarburos, o mezcla de éstos con FRACCIÓN MÁSICA POR ELEMENTOS:
C O H CarbonoOxígeno (posibles compuestos oxigenados)Hidrógeno N S w AzufreNitrógeno (posibles compuestos nitrogenados)agua a ceniza (ash) xC + xH + xS + xO + xN + xW + xa = 1
Combustible (1Kg) HORNO Aire (L)^ xa
mg^ CO^ H SO O N^222 O 22
COMBUSTIBLE + COMBURENTE CO 2 + H 2 O + INERTES + CENIZAS
CARACTERÍSTICAS DE LOS COMBUSTIBLES
T gases: Condensación agua
CORROSIÓN
MASA ESPECÍFICA DE HUMOS
B.M.: B.C.: 1 Kg de combustible Combustible + aire gases + cenizas 1 + L = mg + xa mg = 1 + Lt(1 + )- xa PUNTO DE ROCIO
HRo P^ HPo R^ HRo Pco HM^ oRCOMB
CARACTERÍSTICAS DE LOS COMBUSTIBLES
Pc PCS PCI
“suponiendo que combustible, comburente y gases de combustión se (^) Energía liberada en la combustión completa de 1 Kg de combustiblePOTENCIA CALORÍFICA encuentran a la misma temperatura “ < 0 (reacción exotérmica) Dependiendo de que el agua formada en la combustión se encuentreen estado líquido o gas se define: PODER CALORÍFICO SUPERIOR (PCS): agua en estado líquido PODER CALORÍFICO INFERIOR (PCI): agua en estado gaseoso
PCS (p,T) – PCI (p,T) = (xW + 9 xH) r(p,T)
T
MOTORES DE COMUBSTIÓN INTERNA
MÁQUINA TÉRMICA
FOCO DE T
FOCO DE T
Fuente
Sumidero
Q (^1) W Q 2
COMBUSTIÓN COMBUSTIBLES FÓSILES TEMA 3
- • MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNACENTRALES TÉRMICAS CONVENCIONALES
- • CENTRALES DE CICLO COMBINADOCOGENERACIÓN
- • PILA DE COMBUSTIBLEBOMBA DE CALOR
combustión^ Cámara de
Gases de^ WNETO
Aire Combustión
Combustible
Compresor Turbina de Gas
Turbina de gas
MOTORES DE COMUBSTIÓN INTERNA ESQUEMA DE UN MOTOR
MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA MOTOR DE CUATRO TIEMPOS
CICLO DE OTTO
MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA MEDIDAS PARA LA REDUCCIÓN DE CONTAMINANTES^ CONTROL DEL IMPACTO AMBIENTAL DE^ LOS MOTORES DE GASOLINA
MEDIDAS PRIMARIAS • • PURIFICACIÓN PREVIA DEL COMBUSTIBLE. Reducción de SOLIMITACIÓN DE VELOCIDAD. Reducción de NOx x
- MODIFICACIONES EN EL VEHÍCULO • • Motor de mezcla pobreRecirculación de gases de combustible
- • • Control electrónico del motorReducción de resistencia en la entrada del aire al cilindroReducción de resistencia de salida de gases de escape
- • • Cambios con más velocidadesReducción del peso del vehículoFormas aerodinámicas MEDIDAS SECUNDARIAS => Catalizador de tres vías
MOTOR DE DE ENCENDIDO POR COMPRESIÓNMOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA CARRERA DE ADMISIÓN CARRERA DE COMPRESIÓN& COMBUSTIÓN
CARRERA DE TRABAJO CARRERA DE ESCAPE
CONTROL DEL IMPACTO AMBIENTAL DEMOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA LOS MOTORES DIESEL Producci Gas ón eléctrica 0,1 CO - 0,3^ 0,05 HC - 0,08^^ (NONO 2 - 4 X^2 )^ (SO^ SO 0 X^2 )^ PARTÍCULAS 0 Incineraci^ Fuel^ Carb^ ónón RSU^ 0,50,10,2---^222 0,030,020,2---0,70,10,1^511 - --^10103 0,5^155 - --^2030 1,5^ 0,050,05^1 - 0,5-^2 Combusti madera o carb Motor Dieselón de ón 203 - - (^12030) 0,5 2 - - (^510 51) - - 205 0,5 (^0) - 5 11 - - (^2010) Motor Otto 20 - 200 10 - 50 10 - 60 0,1- 1 0,1-0,
VALORES TÍPICOS DE EMISIONES EN PROCESOS DE COMBUSTIÓN (g/kg de combustible)
LÍMITES DE EMISIONES DE LA UE PARA VEHÍCULOS DE PASAJEROS (g/km) 19921996 2,721,00 CO^ HC+ NO 0,970, 70 X^ NO - - x^ PARTÍCULAS 0,1400, 20002005 0,640,50 0,560,30 0,0, 5250 0,00,025 50
MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA MEDIDAS PARA LA REDUCCIÓN DE CONTAMINANTES^ CONTROL DEL IMPACTO AMBIENTAL DE^ LOS MOTORES DIESEL
MEDIDAS PRIMARIAS • PURIFICACIÓN PREVIA DEL COMBUSTIBLE. Reducción de Sox
- MODIFICACIONES EN EL VEHÍCULO • • Recirculación de gases de combustiónControl de la inyección ... MEDIDAS SECUNDARIAS • ELIMINACIÓN DE PARTÍCULAS
- • ELIMINACIÓN DE SOF: oxidación catalíticaELIMINACIÓN DE NOx