>	restart:#"m15_p24"

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

Se quema etano con un 20% de exceso de aire en un proceso estacionario. El etano y el aire se suministran, por separado a 25 °C y 100 kPa, y los productos salen a 2000 K. Considérese que además de los productos normales de la combustión, como consecuencia de la disociación, existen CO y H2. Se pide calcular:
a) Composición de equilibrio de los gases producto.
b) Calor intercambiado con el exterior.
c) Temperatura máxima teórica de combustión. ¿Es razonable la hipótesis anteriormente planteada?

Datos:

>	su1:="Aire":su2:="H2O":fuel:=C2H6:dat:=[e=0.2,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:

a) Composición de equilibrio de los gases producto.

>

eq15_2;eqA0:=Ateo(fuel);eq:=eqMIX(a*fuel+b*(c21*O2+c79*N2)=[2,3,4,6,7,8]);eqDat_:=b/a=subs(A[0]=rhs(eqA0),dat,(1+e)*A[0]);sol2:=solve(subs(dat,dat,{eqNX,eqBC,eqBH,eqBO,eqBN,eqDat_}),{a,b,x[N2],x[O2],x[CO2],x[H2O]});eq1:=eqEQ(CO2+H2=CO+H2O);eq2:=subs(p=p0,eqEQ(H2+(1/2)*O2=H2O));PCI_:=subs(sol2,PCI(eq)/a):i:='i':eqTa_:=subs(sol2,cpComp,dat,eqTa):

Se ve que la proporción de H2 será pequeñísima. Resolviendo aproximadamente con xH2=xCO=0 para empezar:

>	sol20:=subs(x[H2]=0,x[CO]=0,sol2);PCI0:=subs(x[H2]=0,x[CO]=0,sol20,PCI_);Tad0:=subs(x[H2]=0,x[CO]=0,sol20,cpComp,dat,rhs(eqTa));eq1__:=evalf(subs(sol20,T=Tad0,eq1));eq2__:=evalf(subs(sol20,T=Tad0,eq2));sol3:=solve({eq1__,eq2__},{x[H2],x[CO]});sol2_:=subs(sol3,sol2);

i.e. la composición es xN2=0,735, xH2O=0,139, xCO2=0,093, xO2=0,033, y tan sólo xC0=0,3e-3 y xH2=0,03e-3.

b) Temperatura de rocío a la salida.

>	eq8_2;T[rocio]:=solve(subs(dat,eval(subs(x[v,sat]=x[H2O],sol2_,p[v]=pv,p=p0,dat,eq8_2))),T);'T[rocio]'=TKC(T[rocio]);

c) Calor intercambiado con el exterior.

>	eq15_6_2;subs(dat,sol2_,sol3,cpComp,T=Ts,dat,eqqs);

c) Temperatura máxima teórica de combustión.

Será sin exceso de aire.

>	eq:=eqMIX(a*fuel+b*(c21*O2+c79*N2)=[2,3,4,6]);eqDat_:=b/a=rhs(eqA0);sol1_:=solve(subs(x[CO]=0,x[H2]=0,dat,{eqNX,eqBC,eqBH,eqBO,eqBN,eqDat_}),{a,b,x[N2],x[O2],x[CO2],x[H2O]});PCI_:=subs(sol1_,PCI(eq)/a);PCIm_:=PCI_/rhs(Mf(fuel));eq15_7_2;subs(x[CO]=0,x[H2]=0,cpComp_,sol1_,dat,eqTa);

i.e., unos 2350 K.

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