> restart:#"m15_p08"

> read`../therm_chem.m`:with(therm_chem);with(therm_proc):

[Ateo, Mf, PCI, PCS, eqEQ, eqMIX, eq_fit, get_hgs_data, hgs_r25, nulist, seqEBE]

El análisis volumétrico en base seca de los productos de combustión de una cierta mezcla de hidrocarburos da 10,5% de CO2, 5,3% de O2 y 84,2% de N2. Se pide calcular:

a) La composición gravimétrica del combustible.

b) El aire teórico y el realmente usado

Datos:

> su1:="Aire":su2:="H2O":dat:=[xsCO2=0.105,xsO2=0.053];

[xsCO2 = .105, xsO2 = 0.53e-1]

Eqs. const.:

> Adat:=get_gas_data(su1):Wdat:=get_gas_data(su2),get_liq_data(su2):get_pv_data(su2):dat:=op(dat),op(subs(g=g0,[Const])),Adat,SI2,SI1:

a) La composición gravimétrica del combustible

> eqMIX(a*CuHvOwNxSy+b*(c21*O2+c79*N2)=[2,3,4,6]);xsN2:=1-xsCO2-xsO2;xsN2_:=subs(dat,xsN2);i:='i':aux_:=sum(delta_[i]*x[Comp[i]],i=1..C_);eqDat1:=subs(x[H2O]=0,dat,xsCO2=x[CO2]/aux_);eqDat2:=subs(x[H2O]=0,dat,xsO2=x[O2]/aux_);eqDat3:=subs(x[H2O]=0,dat,xsN2=x[N2]/aux_);sol1_:=subs(w=0,y=0,dat,solve({eqNX,eqBC,eqBH,eqBO,subs(x[N2]=qq,x=0,qq=x[N2],eqBN),eqDat1,eqDat2},{u,v,b,x[CO2],x[H2O],x[N2],x[O2]}));

`+`(`*`(a, `*`(CuHvOwNxSy)), `*`(b, `*`(`+`(`*`(c21, `*`(O2)), `*`(c79, `*`(N2)))))) = `+`(`*`(x[O2], `*`(O2)), `*`(x[N2], `*`(N2)), `*`(x[CO2], `*`(CO2)), `*`(x[H2O], `*`(H2O)))
`+`(1, `-`(xsCO2), `-`(xsO2))
.842
`+`(x[O2], x[N2], x[CO2], x[H2O])
.105 = `/`(`*`(x[CO2]), `*`(`+`(x[O2], x[N2], x[CO2])))
0.53e-1 = `/`(`*`(x[O2]), `*`(`+`(x[O2], x[N2], x[CO2])))
.842 = `/`(`*`(x[N2]), `*`(`+`(x[O2], x[N2], x[CO2])))
{b = .9418, u = `+`(`/`(`*`(0.9277e-1), `*`(a))), v = `+`(`/`(`*`(.2326), `*`(a))), x[CO2] = 0.9277e-1, x[H2O] = .1163, x[N2] = .7439, x[O2] = 0.4683e-1}

La mezcla contiene u*a moles de C por cada v*a moles de H; p.e. C2H5, ya que:

> v_u_molar:=v/u;v_u_molar_:=subs(sol1_,v_u_molar);v_u_masica:=(v*0.001)/(u*0.012):v_u_masica_:=subs(sol1_,v_u_masica);sol2_:=solve({um+vm=100,vm/um=v_u_masica_},{um,vm});

`/`(`*`(v), `*`(u))
2.507
.2089
{um = 82.72, vm = 17.28}

17%H sobre 83% de C en masa.

b) El aire teórico y el realmente usado

> eq15_2;A0_:=subs(w=0,y=0,sol1_,dat,rhs(eq15_2));A=b/a;A_:=subs(sol1_,b/a):A=evalf(%,3);eq15_3;phi:=evalf(A0_/A_,2);

A[0] = `/`(`*`(`+`(u, `*`(`/`(1, 4), `*`(v)), `-`(`*`(`/`(1, 2), `*`(w))), y)), `*`(c21))
`+`(`/`(`*`(.7186), `*`(a)))
A = `/`(`*`(b), `*`(a))
A = `+`(`/`(`*`(.942), `*`(a)))
.7630 = `/`(`*`(A[0]), `*`(A))
.77

>