>	restart:#"m15_p17"

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

En una turbina de gas se quema queroseno cuya fórmula química aproximada es C10H20. Se pide:

a) Aire teórico necesario.

b) Temperatura máxima de combustión.

c) Exceso de aire necesario para que los productos salgan a 1200 K

Datos:

>	su1:="Aire":su2:="H2O":dat:=[u=10,v=20,w=0,o=0,y=0,Ts=1200*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:Mf_:=evalf(subs(dat,(u*12+v*1+w*16+o*14))/1000)*kg_/mol_;

a) Aire teórico necesario.

>	eq1:=eq15_2;eq1_:=subs(dat,eq1);A0m_:=subs(Adat,rhs(eq1_)*M/Mf_);

i.e. 1,8 kg de aire por cada kg de fuel.

b) Temperatura máxima de combustión.

Como no sabemos la temperatura de entrada (i.e. la de después de la compresión), tomaremos la estándar (25 ºC). Posteriormente habría que añadir el efecto de la temperatura de entrada.

Aproximamos C10H20 por 10C+10H2.

>	eq:=eqMIX(a*(10*C+10*H2)+a*A[0]*(c21*O2+c79*N2)=[2,3,4,6]);sol1:=subs(A[0]=rhs(eq1_),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(cpComp_,sol1,dat,eqTa);

i.e. si entrara el aire a 25 ºC, saldría como máximo a 2470 K (si entrara a 500 ºC saldría a 2470+500-25=2945 K, aproximadamente).

c) Exceso de aire necesario para que los productos salgan a 1200 K

>	eq:=eqMIX(a*(10*C+10*H2)+a*(1+e)*A[0]*(c21*O2+c79*N2)=[2,3,4,6]);eqDat1:=b/a=(1+e)*A[0];sol1_:=solve(subs(A[0]=rhs(eq1_),dat,{eqNX,eqBC,eqBH,eqBO,eqBN}),{a,b,x[N2],x[O2],x[CO2],x[H2O]});i:='i':PCI_:=subs(sol1_,PCI(eq)/a);eqTa_:=subs(cpComp_,sol1_,dat,eqTa);e_:=solve(rhs(eqTa_)=subs(dat,Ts),e);

i.e. un exceso del 170%, o sea, casi el triple del estequiométrico.

Podemos representar la Ta vs. e (siempre para entrada a 25 ºC):

>	plot(subs(sol1_,cpComp_,dat,rhs(eqTa))/K_,e=0..3,Tad=0..3000);

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