> | restart:#"m15_p36" |
> | read`../therm_chem.m`:with(therm_chem);with(therm_proc): |
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Se quema 1 litro por segundo de etano, que entra a temperatura ambiente, con 100% de aire, que entra a 500 ºC, extrayéndose 15 kW de potencia térmica. Se pide:
a) Aire teórico y límite de ignición pobre.
b) Poder calorífico y temperaturas de combustión adiabática máxima.
c) Temperatura de salida y de rocío en el escape.
Datos:
> | su1:="Aire":su2:="H2O":fuel:=C2H6:dat:=[V=1e-3*m_^3/s_,e=1,Tea=(500+273)*K_,Qs=15000*W_]; |
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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) Aire teórico y límite de ignición pobre.
> | eq1:=eq15_2;eq1_:=Ateo(fuel);LIP:=(1/2)/(1+A[0]);LIP_:=subs(A[0]=rhs(eq1_),LIP);eq15_4;A_:=solve(subs(A[0]=rhs(eq1_),dat,eq15_4),A);Percent_fuel:=1/(1+A);Percent_fuel_:=1/(1+A_); |
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Nótese que se está justo en el LIP.
b) Poder calorífico y temperaturas de combustión adiabática máxima.
> | eq:=eqMIX(a*fuel+a*A[0]*(c21*O2+c79*N2)=[2,3,4,6]);sol1_:=solve(subs(A[0]=rhs(eq1_),dat,{eqNX,eqBC,eqBH,eqBO,eqBN}),{a,x[Comp[2]],x[Comp[3]],x[Comp[4]],x[Comp[6]]});PCI_:=subs(sol1_,PCI(eq)/a);PCS_:=subs(sol1_,PCS(eq)/a);eq15_7_4;eqTa_:=subs(b=a*A_,sol1_,cpComp_,c[p,fuel]=0,c[p,Air]=c[p,N2],Tef_=T25,Tea_=Tea,dat,eq15_7_5); |
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PCS=1560 MJ/mol y Ta=3120 K.
c) Temperatura de salida y de rocío en el escape.
> | rho[fuel]:=subs(dat,p0*rhs(Mf(fuel))/(R[u]*T0));m[fuel]:=subs(dat,rho[fuel]*V);n[fuel]:=subs(dat,m[fuel]/rhs(Mf(fuel)));qs_:=subs(dat,Qs/n[fuel]);qs_a_:=subs(sol1_,dat,a*Qs/n[fuel]);eq:=eqMIX(a*fuel+a*A_*(c21*O2+c79*N2)=[2,3,4,6]);sol1_:=solve(subs(A[0]=rhs(eq1_),dat,{eqNX,eqBC,eqBH,eqBO,eqBN}),{a,x[Comp[2]],x[Comp[3]],x[Comp[4]],x[Comp[6]]});eq15_6_1;Ts_:=subs(c=0,dat,solve(subs(q[s]=qs_a_,b=a*A_,sol1_,c[p,C2H6,mol]=0,c[pa]=c[p,N2],cpComp_,Tef_=T25,Tea_=Tea,dat,d=0,eq15_6_0),T));eq8_2;Trocio_:=solve(subs(dat,eval(subs(x[v,sat]=x[H2O],sol1_,p[v]=pv,p=p0,dat,eq8_2))),T);Trocio=TKC(Trocio_); |
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i.e., sale a unos 1310 K, y, si se enfriase hasta 315 K condensaría parte del agua.
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