“LEA 3 VECES CADA PROBLEMA P ROBLEMA ANTES DE EMPEZAR A RESOLVERLO”
PROBLEMAS DE COMBUSTION Nancy Ebner Gerschberg
Problema 1.Un horno emplea un combustible líquido que puede ser representado por la siguiente formula: C8H17
Las pruebas preliminares indicaron que para obtener un aprovechamiento optimo de éste combustible en el horno, se debe emplear un 90 % de aire en exceso. Suponiendo que el aire se alimenta como aire seco, calcule: c alcule: I. El volumen de aire alimentado por tonelada de combustible, medidos a una temperatura de 20 C y 1 atmósfera de presión. II. La composición de los gases de combustión en base seca. Problema 2.Un horno emplea un combustible líquido que puede ser representado por la siguiente formula: C7H15
Que viene contaminado con 1 % en moles de azufre, S, que también se combustiona. Las pruebas preliminares indicaron que para obtener un aprovechamiento optimo de éste combustible en el horno, se debe emplear un 90 % de aire en exceso. Suponiendo que el aire se alimenta como aire seco, calcule: c alcule: a.- El volumen de aire alimentado por tonelada de combustible, medidos a una temperatura de 20 C y 1 atmósfera de presión. b.- La composición de los gases de combustión en base seca. Problema 3.Un combustible se alimenta a un horno a razón de 100 lbmol por hora. La combustión se hace con aire que se alimenta 80 % en exceso y que entra al horno precalentado a 150 F y 30 % de humedad, calcule: i. La composición de los gases en base húmeda y en base seca ii. La cantidad de agua eliminada por la chimenea del horno, en lbmol/hr
La composición del combustible es: C4H10 = 40 %
C4H8 = 36 %
S = 3%
O2 = 5 %
N2 = 9 %
H2O = 7 %
“LEA 3 VECES CADA PROBLEMA ANTES DE EMPEZAR A RESOLVERLO”
Problema 4.Para alimentar el horno de la fundición "Metalin" se emplea un combustible que puede considerarse como butano puro, C4H10, Sí el horno opera en condiciones normales con 120 % de exceso de aire seco, determine: A. La composición de los gases de combustión en base húmeda. B. El volumen de aire alimentado por tonelada de combustible, medidos a temperatura de 20 C y presión atmosférica. Problema 5.Un horno utilizado para fundir bronce usa carbón pulverizado como combustible. Su composición es la siguiente:
C 68.8 %
H2 6.4 %
O2 8.4 %
H2O 3.2 %
Cenizas 13.2 %
Las cenizas del horno contienen un 15 % del peso total de carbón alimentado. Para obtener una mejor operación en el horno se emplea un 60 % de aire en exceso. Suponiendo que el aire se alimenta como aire seco, calcule: I. El volumen de aire teóricamente necesario por tonelada de carbón. II. El volumen de aire alimentado por tonelada de carbón III. La composición de los gases de combustión en base seca y húmeda. IV. La composición de los gases húmedos, suponiendo que el aire se alimenta a 25 C y 50 % de humedad. Problema 6.Un combustible gaseoso está formado por 85 % de metano (CH4), 8 % de etano (C2H6), 5 % de propano (C3H8) y 2 % de nitrógeno (N2). Se utilizan 25 kgmol de aire/kgmol de combustible alimentado. Determine: i. El exceso de aire utilizado ii. La composición de los gases húmedos iii. La composición de los gases secos
Sugerencia: Use una base de cálculos en kgmol de combustible alimentado
Problema 7.En un horno se quema carbón pulverizado de la siguiente composición:
C 70.0 % S 3.0 %
H2 5.0 % H2O 2.0 %
O2 8.0 % N2 2.0 % Ceniza 10.0 %
Se suministra al horno 40 % más aire que el teóricamente requerido para la combustión completa de éste combustible. Por cada kilogramo de carbón pulverizado, determine: a.- Los kilogramos de aire alimentado b.- La composición de los gases secos
2
“LEA 3 VECES CADA PROBLEMA ANTES DE EMPEZAR A RESOLVERLO”
Problema 8.Un horno emplea un combustible cuya composición es la siguiente:
C 60.0 % O2 6.4 %
S 8.8 % H2O 5.2 %
H2 7.4 % Cenizas 12.2 %
Las cenizas del horno contienen un 15 % del peso total de carbón alimentado. Para obtener una mejor operación en el horno se emplea un 90 % de aire en exceso. Suponiendo que el aire se alimenta seco, calcule: a.- El volumen de aire alimentado por tonelada de carbón b.- La composición de los gases de combustión en base seca y húmeda.
Problema 9.Determine el poder calorífico inferior (L.H.V.) de los combustibles usados en los problemas 5 y 6. Problema 10.3 Combustible gaseoso que se alimenta a un horno a razón de 1000 ft /h, medidos a 25 C y 1 atmósfera, se quema con aire que ha sido previamente precalentado, por lo que se encuentra, a la entrada al horno, a 100 F y 80 % de humedad. La composición del combustible es:
H2 = 8 %
CH4 = 78 %
C2H6 = 5 %
SO = 2 %
O2 = 3 %
N2 = 4 %
Si para asegurar la combustión completa, el aire se alimenta un 60 % en exceso, determine: a.- El volumen de aire alimentado, medido en las condiciones de entrada al horno b.- La composición de los gases húmedos
3
