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A la cámara de combustión de una turbina de gasentra octano líquido (C8H18) de maneraestacionaria a 1 atm y 25 C, y se quema con aire
que entra a la cámara en el mismo estado, comose ilustra en la gura! "etermine la tem#eraturade $ama adiabática #ara%
1)&na combustión com#leta con 1'' de aire
teórico,
2)&na combustión com#leta con '' de aire
teórico y
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1)Una combustión completa con 100 % de
aire teórico
25 C, 1 atm
25 C, 1 atm
Cámara de
combustión
C8H18
Aire
T p
1 atm
CO2
H2O
N2
C8H18 (l) + 100 % Aire eórico Productos
C8H18 (l) + 12!5( "2 + #!$ &2 ) 8CO2
+ 9H2O + 47N2
C8H18 (l) + '( "2 + #!$ &2 )
'CO2 + ?H2O + ?(3.76)N2
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* H-". / H-AC''
H-". H-AC
rod ( + / )rod -eac ( + / )-eac-ara este caso como todos los reacti.os(combustible y comburente) están a tem#eratura
de re/erencia estándar 25 0C (2+8 ), no ayental#ía sensible relati.a ( / ) y la ental#ía de/ormación 0 para el "2 3 &2! 3ntonces laecuación queda de la siguiente manera%
rod ( + / )rod (N )C8H18
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De Ta!a "#26 (Ce$%e!)& se ot'e$e !a e$ta!pa deormac'*$ de! comust'!e
De Ta!a "#26 (Ce$%e!) se ot'e$e !a e$ta!pa deormac'*$ de! producto .e ablas de los 4ases
deales ("2, &2, H2", C"2) se obtienen la ntalp6a7ensible -elatia a la emperatura st9ndar
( / ) respectiamente!
roducto (:;
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i se sustituye se tiene%(8 mol C62)9(7*+* 52' : 7 + *) ;
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7* 18 1' ; : (8 mol C62)( ; +12
; 7 2 1> *8' ; : (+ mol H26)( ; mol 42)( ;
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8 C62 : + H26 : > 42 @ 5 '81
e su#one que
3ntonces #ara cada mol de
#roducto @ 88 22' ; ó
88 22' ;
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A esa cantidad de 3ntal#ía se busca en lastablas de los gases ideales
res#ecti.amente la em#eratura%roducto ntalp6a(:;
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roducto
:mol
ntalp6a aemperatura (2
50:)ner?6a (:;)
C62H2642
8+>
1' 5**11 ++1 88 88
1 12 21 '52 +1+ 158 +*
otal ** 11+
, 646 -1 /0 6 336 119 /0e$to$ces e$to$ces !a
Temperatura ad'at'ca es
2 6,- /
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10/42
, 646 -1 /0 4 6-126 /0 e$to$ces !a
Temperatura ad'at'ca
es 2 1-- /
roducto
:mol
ntalp6a aemperatura (2
100:)ner?6a (:;)
C62H2642
8+>
1' 8 8> >*5 8 1>
85 +12 >8+ 15* 215 5++
otal 8' 12
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$to$ces !a Temperatura ad'at'ca es5 21-- / Temperatura ad'at'ca 2 6,- /
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roducto
:mol
ntalp6a aemperatura (2
>00:)ner?6a (:;)
C62H2642
8+>
125 1521'* 5'8>+ *2'
1 ''1 21 +*1 5>2* >28 ''
otal 5 ' 828
, 646 -1 /0 , 66- 2 /0e$to$ces !a Temperatura
ad'at'ca es 2 4-- /
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rodu
cto
:m
ol
ntalp6a a
emperatura (2#50:) ner?6a (:;)
C62H26
42
8+
>
122 '+11'' 8
>> +
+> >28 +'> 1
* 2 *12 otal 5 52 5
, 646 -1 /0 , ,26
6,4 /0 e$to$ces !a
Temperatura ad'at'ca
es 2 3,- /
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$to$ces !a Temperatura ad'at'ca es5
2 3,- / Temperatura ad'at'ca 2 4-- /
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15/42
rodu
cto
:m
ol
ntalp6a a
emperatura (2#$5:) ner?6a (:;)
C62H26
42
8+
>
12* 21!51'2 1>>
>8 '8
+88 +>2 +1+ 5+*
* 85 1> otal 5 5+* >1
, 646 -1 /0 , ,93
741 /0 e$to$ces !a
Temperatura ad'at'ca
es 2 37, /
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16/42
rodu
cto
:m
ol
ntalp6a a
emperatura (2#80:) ner?6a (:;)
C62H26
42
8+
>
12* +2>!1'2 *!2
>8 5+'!
++1 2'! +21 +88!8
* +* >8!8 otal 5 '> 158!2
, 646 -1 /0 , 6-7
1,.2 /0 e$to$ces !a
Temperatura ad'at'ca
es 2 3- /
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, 646 -1 /0 , 633
993.2 /0 e$to$ces !a
Temperatura ad'at'ca
es 2 39- /
rodu
cto
:m
ol
ntalp6a a
emperatura (2#=0:) ner?6a (:;)
C62H26
42
8+
>
12 5*+!81'2 +>5!
>8 +55!2
++ *18! +2 >8'!
* >1' 8+! otal 5 ** ++*!2
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18/42
, 646 -1 /0 , 644 961. /0
e$to$ces !a Temperatura
ad'at'ca es 2 39, /
rodu
cto
:m
ol
ntalp6a a
emperatura (2#=5:) ner?6a (:;)
C62H26
42
8+
>
12 85!+1'* 21!8
>+ 1*>!
++ *18! +2+ 1>!2
* >1+ >!2 otal 5 +1!8
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19/42
$to$ces !a Temperatura ad'at'ca es5
2 39, / Temperatura ad'at'ca 2 4-- /
2) U b tió l t >00 % d
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25 C, 1 atm
25 C, 1 atm
Cámara de
combustión
C8H18
Aire
T p
1 atm
CO2H2O
N2
O2
2) Una combustión completa con >00 % de
aire teórico
C8H18 (l) + >00 % Aire eórico Productos
C8H18 (l) + 12!5( "2 + #!$ &2 ) 8CO2
+ 9H2O + 47N2C8H18 (l) + (>)(12!5)( "2 + #!$ &2 )
8CO2 + 9H2O + 1N2 + 37.,O2
8/17/2019 Temp Llama Adia
21/42
C8H18 (l) + 50( "2 + #!$ &2 ) 8CO2 +
9H2O + 1N2 + 37.,O2
H-". H-AC
rod ( + / )rod -eac ( + / )-eac
-ara este caso como todos los reacti.os(combustible y comburente) están a tem#eraturade re/erencia estándar 25 0C (2+8 ), no ay
ental#ía sensible relati.a ( / ) y la ental#ía de/ormación 0 para el "2 3 &2! 3ntonces laecuación queda de la siguiente manera%
rod ( + / )rod (N )C8H18
8/17/2019 Temp Llama Adia
22/42
De Ta!a "#26 (Ce$%e!)& se ot'e$e !a e$ta!pa deormac'*$ de! comust'!e
De Ta!a "#26 (Ce$%e!) se ot'e$e !a e$ta!pa deormac'*$ de! producto .e ablas de los 4ases
deales ("2, &2, H2", C"2) se obtienen la ntalp6a7ensible -elatia a la emperatura st9ndar
( / ) respectiamente!
roducto (:;
8/17/2019 Temp Llama Adia
23/42
i se sustituye se tiene%
(8 mol C62)9(7*+* 52' : 7 + *) ;!5 mol 62)( ;5 ; @ 7 2+ +5'
(8 l C6 )( ;
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24/42
(8 mol C62)( ;
8/17/2019 Temp Llama Adia
25/42
8 C62 : + H26 : 188 42 : *>!5 62 @
$ 1=# =85
e su#one que
3ntonces #ara cada mol de
#roducto @ 2+ 5!+1> ; ó
2+ 5!+1> ;
8/17/2019 Temp Llama Adia
26/42
A esa cantidad de 3ntal#ía se busca en lastablas de los gases ideales
res#ecti.amente la em#eratura%roducto ntalp6a(:;!5 62 @ $ 1=# =85
8/17/2019 Temp Llama Adia
27/42
rodu
cto
:m
ol
ntalp6a(:;
8/17/2019 Temp Llama Adia
28/42
rodu
cto
:m
ol
ntalp6a (:;
8/17/2019 Temp Llama Adia
29/42
$to$ces !a Temperatura ad'at'ca es5
96- / Temperatura ad'at'ca 99- /
8/17/2019 Temp Llama Adia
30/42
rodu
cto
:m
ol
ntalp6a (:;
8/17/2019 Temp Llama Adia
31/42
$to$ces !a Temperatura ad'at'ca es5
96- / Temperatura ad'at'ca 97- /
8/17/2019 Temp Llama Adia
32/42
rodu
cto
:m
ol
ntalp6a (:;
8/17/2019 Temp Llama Adia
33/42
$to$ces !a Temperatura ad'at'ca es5
96- / Temperatura ad'at'ca 96, /
#) Una combustión incompleta con =0 % de
8/17/2019 Temp Llama Adia
34/42
25 C, 1 atm
25 C, 1 atm
Cámara de
combustión
C8
H18
Aire
T p
1 atm
CO2
H2O
N2CO
#) Una combustión incompleta con =0 % de
aire teórico
C8H18 (l) + =0 % Aire eórico Productos
C8H18 (l) + (0!=0)(12!5)( "2 + #!$ &2 )
'CO2 + ?H2O + (-.9-)(47)N2 + ?CO
C8H18 (l) + 12!5( "2 + #!$ &2 )
8CO2 + 9H2O + 47N2
C8H18 (l) + 11 25( "2 + # $ &2 ) 'CO2
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35/42
C8H18 (l) + 11!25( "2 + #!$ &2 ) 'CO2
+ ?H2O + 42.3N2 + ?CO
C8H18 (l) + 11!25( "2 + #!$ &2 ) aCO2 + 9H2O +
42.3N2 + CO@alance de componentes%"el balance del Carbono% 8 a + b (c1)"el balance del 6Bígeno% 22!5 @ 2a : + :b D 22!5 7+ @ 2a : b D 1*!5 @ 2a :b D b 1#!5 2a (c2)or sustitución de (c2) en (c1) tenemos 8 @ a : 1*!5 ? 2a D
8 7 1*!5 @ a 72a D 75!5 @ 7a D a 5!5
C8H18 (l) + 11 25( "2 + # $ &2 )
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36/42
C8H18 (l) + 11!25( "2 + #!$ &2 )
5!5CO2 + 9H2O +
42.3N2 + 2.,COH-". H-AC
rod ( + / )rod -eac ( + / )-eac
-ara este caso como todos los reacti.os(combustible y comburente) están a tem#eraturade re/erencia estándar 25 0C (2+8 ), no ay
ental#ía sensible relati.a ( / ) y la ental#ía de/ormación 0 para el "2 3 &2! 3ntonces laecuación queda de la siguiente manera%
rod ( + / )rod (N )C8H18
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De Ta!a "#26 (Ce$%e!)& se ot'e$e !a e$ta!pa deormac'*$ de! comust'!e
De Ta!a "#26 (Ce$%e!) se ot'e$e !a e$ta!pa deormac'*$ de! producto .e ablas de los 4ases
deales ("2, &2, H2", C"2, C") se obtienen lantalp6a 7ensible -elatia a la emperatura
st9ndar ( / ) respectiamente!
roducto (:;
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i se sustituye se tiene%
(5!5 mol C62)9(7*+* 52' : 7 + *)
;
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39/42
(5!5 mol C62)( ;
8/17/2019 Temp Llama Adia
40/42
5!5 C62 : + H26 : 2!* 42 : 2!5 c6
@
> 8= 12>!2
e su#one que
3ntonces #ara cada mol de
#roducto @ 82 55!**2 ; ó
82 55!**2 ;
8/17/2019 Temp Llama Adia
41/42
A esa cantidad de 3ntal#ía se busca en lastablas de los gases ideales
res#ecti.amente la em#eratura%roducto ntalp6a(:; 8= 12>!2
8/17/2019 Temp Llama Adia
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