> restart:#"m15_p12"

> 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]

En un hogar se quema en régimen estacionario 1 dm3/s de metano con su aire teórico, entrando todo a 300 K y 100 kPa y saliendo los gases a 2000 K. Se pide:

a) Temperatura de combustión adiabática.

b) Flujo de calor

Datos:

> su1:="Aire":su2:="H2O":fuel:=CH4:dat:=[V=1e-3*m_^3/s_,Te=300*K_,Ts=2000*K_];

[V = `+`(`/`(`*`(0.1e-2, `*`(`^`(m_, 3))), `*`(s_))), Te = `+`(`*`(300, `*`(K_))), Ts = `+`(`*`(2000, `*`(K_)))]

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:#Fdat:=get_gas_data(su3),get_liq_data(su3):

a) Temperatura de combustión adiabática.

> eq:=CH4+2*O2=CO2+2*H2O;eq1:=eq15_2;eq1_:=Ateo(CH4);PCI_:=PCI(eq);PCS_:=PCS(eq);eqMIX(a*CH4+b*(c21*O2+c79*N2)=[2,3,4,6]);eqDat:=b/a=rhs(eq1_);sol1:=subs(dat,solve({eqNX,eqBC,eqBH,eqBO,eqBN,eqDat},{a,b,x[Comp[2]],x[Comp[3]],x[Comp[4]],x[Comp[6]]}));i:='i':eq15_7_2;subs(sol1,cpComp_,dat,eqTa);

`+`(CH4, `*`(2, `*`(O2))) = `+`(CO2, `*`(2, `*`(H2O)))
A[0] = `/`(`*`(`+`(u, `*`(`/`(1, 4), `*`(v)), `-`(`*`(`/`(1, 2), `*`(w))), y)), `*`(c21))
A[0] = 9.524
`+`(`/`(`*`(0.8022e6, `*`(J_)), `*`(mol_)))
`+`(`/`(`*`(0.8902e6, `*`(J_)), `*`(mol_)))
`+`(`*`(a, `*`(CH4)), `*`(b, `*`(`+`(`*`(c21, `*`(O2)), `*`(c79, `*`(N2)))))) = `+`(`*`(x[O2], `*`(O2)), `*`(x[N2], `*`(N2)), `*`(x[CO2], `*`(CO2)), `*`(x[H2O], `*`(H2O)))
`/`(`*`(b), `*`(a)) = 9.524
{a = 0.9502e-1, b = .9050, x[CO2] = 0.9502e-1, x[H2O] = .1900, x[N2] = .7150, x[O2] = 0.}
Ta = `+`(T25, `/`(`*`(a, `*`(PCI)), `*`(Sum(`*`(x[Com[i]], `*`(c[p, i])), i = 1 .. CP))))
Ta = `+`(`*`(2285., `*`(K_)))

b) Flujo de calor.

> Qs:=nf*q[s]/a;nf:=p0*V/(R[u]*T0);nf_:=subs(Const,dat,nf);subs(T=Ts,eq15_6_2);subs(dat,T=Ts,sol1,cpComp_,dat,eqqs);Qs_:=subs(%,sol1,dat,Qs):'Qs'=evalf(%,2);

`/`(`*`(p0, `*`(V, `*`(q[s]))), `*`(R[u], `*`(T0, `*`(a))))
`/`(`*`(p0, `*`(V)), `*`(R[u], `*`(T0)))
`+`(`/`(`*`(0.4177e-1, `*`(mol_)), `*`(s_)))
q[s] = `+`(`*`(a, `*`(PCI)), `-`(`*`(Sum(`*`(x[Com[i]], `*`(c[p, i])), i = 1 .. CP), `*`(`+`(Ts, `-`(T25))))))
q[s] = `+`(`/`(`*`(0.1092e5, `*`(J_)), `*`(mol_)))
Qs = `+`(`*`(0.48e4, `*`(W_)))

i.e., en el combustor ha habido una transmisión de calor (a otros sistemas) de unos 4,8 kW.

>