>	restart:#"m15_p15"

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

Se quema metano con un 20% de exceso de aire. Determinar:

a) La temperatura adiabática.

b) La irreversibilidad.

c) El rendimiento exergétic

Datos:

>	su1:="Aire":su2:="H2O":fuel:=CH4:dat:=[e=0.2];

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 temperatura adiabática.

>	eqA0:=Ateo(fuel);eqe:=eq15_4;A_:=solve(subs(A[0]=rhs(eqA0),dat,eqe),A);eq:=eqMIX(a*fuel+a*A_*(c21*O2+c79*N2)=[2,3,4,6]);sol1:=subs(dat,solve({eqNX,eqBC,eqBH,eqBO,eqBN},{a,x[Comp[2]],x[Comp[3]],x[Comp[4]],x[Comp[5]]}));i:='i':PCI_:=subs(sol1,PCI(eq)/a);eq15_7_2;subs(sol1,cpComp_,dat,eqTa);

i.e. unos 2000 K.

b) La irreversibilidad

El análisis se va a hacer por unidad de cantidad de sustancia a la salida, en vez de por unidad de combustible

La exergía del combustible es casi igual a su poder calorífico (tomaremos el inferior, que es más conservativo: 802 kJ/mol de fuel, frente al PCS=890 kJ/mol, siendo la exergía  del CH4 831 kJ/mol).

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Irr:=Phi[e]-Phi[s];eq1:=Phi[e]=PCI*a;eq2:=Phi[s]=Sum('n[Comp[i]]*c[p,Comp[i]]*(Ta-T25)',i=1..C)-T25*Sum('n[Comp[i]]*c[p,Comp[i]]*ln(Ta/T25)',i=1..C)-R[u]*T25*Sum('n[Comp[i]]*ln(x[Comp[i]])',i=1..C);eq1_:=Phi[e]=subs(sol1,a*PCI_);x:='x':eq2_:=Phi[s]=subs(dat,evalf(subs(eqTa,cpComp_,sol1,dat,sum(delta_[i]*(x[Comp[i]]*c[p,Comp[i]]*(Ta-T25)-T25*x[Comp[i]]*c[p,Comp[i]]*ln(Ta/T25)-R[u]*T25*x[Comp[i]]*ln(x[Comp[i]])),i=1..C_))));Irr_:=subs(eq1_,eq2_,dat,Irr);Irr_a:=subs(sol1,Irr_/a);

i.e. unos 19 kJ/mol de gases de escape, o 241 kJ/mol de CH4.

c) El rendimiento exergético.

>	eta[x]:=Phi[s]/Phi[e];eta[x_]:=subs(eq1_,eq2_,dat,eta[x]):'eta[x]'=evalf(%,2);

i.e. el 30% del trabajo obtenible del metano se pierde en el proceso de combustión adiabática isobárica (el otro 70% se podría recuperar de los gases de escape con un motor térmico, en el caso ideal.

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