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Las propiedades del combustible de las turbinas de gas aeronáuticas, Jet A-1, se asimilan frecuentemente a las del n-dodecano, C12H26. Determinar la diferencia entre el poder calorífico del n-dodecano, y el que se obtendría en base a su análisis último, i.e. sin contabilizar la entalpía de formación de combustible: 26 átomos de hidrógeno (13 moléculas de H2) por cada 12 átomos de carbono.

Datos:

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

> fuel:=C12H26:dat:=[nC=12,nH=26]:

[Ateo, Mf, PCI, PCS, eqEQ, eqMIX, eq_fit, get_hgs_data, hgs_r25, nulist, seqEBE]

Eqs. const.:

> dat:=op(dat),op(subs(g=g0,[Const])),SI2,SI1:eqM:=Mf(fuel);

M = `+`(`/`(`*`(.170, `*`(kg_)), `*`(mol_)))

Poder calorífico del n-dodecano:

> eq:=C12H26+(37/2)*O2=12*CO2+13*H2O;PCS_:=PCS(eq);PCSmas_:=PCS_/rhs(eqM);PCI_:=PCI(eq);PCImas_:=PCI_/rhs(eqM);

`+`(C12H26, `*`(`/`(37, 2), `*`(O2))) = `+`(`*`(12, `*`(CO2)), `*`(13, `*`(H2O)))
`+`(`/`(`*`(8147030.00, `*`(J_)), `*`(mol_)))
`+`(`/`(`*`(47923705.88, `*`(J_)), `*`(kg_)))
`+`(`/`(`*`(7574900.00, `*`(J_)), `*`(mol_)))
`+`(`/`(`*`(44558235.29, `*`(J_)), `*`(kg_)))

Poder calorífico de una mezcla de carbono e hidrógeno equivalente:

> equ:=12*C+13*H2+(37/2)*=12*CO2+13*H2O;PCSu_:=PCS(equ);PCSumas_:=PCSu_/rhs(eqM);PCIu_:=PCI(equ);PCIumas_:=PCIu_/rhs(eqM);

`+`(`*`(12, `*`(C)), `*`(13, `*`(H2))) = `+`(`*`(12, `*`(CO2)), `*`(13, `*`(H2O)))
`+`(`/`(`*`(8438030.00, `*`(J_)), `*`(mol_)))
`+`(`/`(`*`(49635470.59, `*`(J_)), `*`(kg_)))
`+`(`/`(`*`(7865900.00, `*`(J_)), `*`(mol_)))
`+`(`/`(`*`(46270000.00, `*`(J_)), `*`(kg_)))

i.e. el PCI del n-dodecano es 44,6 MJ/kg (según el NIST, el valor más preciso es 44,2 MJ/kg), mientras que si no se contabilizase su entalpía de formación (que es de -351 kJ/mol) resultaría un PCI=46,3 MJ/kg, un 4% mayor.

El PCI medido del Jet A-1 está entre 42,8 MJ/kg (el mínimo que admiten las normas) y 43,4 MJ/kg, no debido a la incertidumbre de los ensayos sino a que es una mezcla preparada por diferentes refineríasa partir de petróleo crudo de procedencia diversa.

Como se ve, el n-dodecano aproxima bastante bien el PC del Jet A-1 (44,2 del n-octano frente a 43,1 MJ/kg de media del Jet A-1; un 2% mayor).

La densidad a 15 ºC del Jet A-1 tiene una media de 810 kg/m3 (780..840 kg/m3) frente a 753 kg/m3 del n-dodecano (lo que da 34,9 MJ/L para el Jet A-1 frente a 33,2 MJ/L para el n-dodecano).

Sin embargo, otras propiedades son muy difrerentes; e.g. el punto de inicio de la congelación del Jet A-1 es de -47 ºC (si bien es verdad que es debido a los aditivos, pues si no sería de unos -40 ºC), mientras que el del n-dodecano es de -9.6 ºC (263,5 K). Análogamente, el Jet A-1 comienza a hervir (a 100 kPa) a 150 ºC (y acaba a unos 300 ºC) mientras que el n-dodecano hierve a 216 ºC (489 K).

La presión de vapor del Jet A-1 a 38 ºC es de 1..1,5 kPa, mucho mayor que la del n-dodecano que es de 0,05 kPa.

Material Safety Data Sheet

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