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La composición de los gases de escape de un cierto proceso de combustión es xN2=0,5, xCO2=0,3 y xH2O=0,2, saliendo a 100 kPa y 100 ºC. Se pide:

a)•Masa molar de la mezcla  y densidad.

b)•Exergía necesaria para separar totalmente los componentes de la mezcla.

c)•Considérese la mezcla binaria del H2O con el resto y, suponiendo que este último es no condensable, calcúlese a qué temperatura empezaría a condensar el agua

Datos:

> read"../therm_eq.m":read"../therm_proc.m":with(therm_proc):

> su1:="N2":su2:="CO2":su3:="H2O":dat:=[p1=1e5*Pa_,T1=373*K_,x1=0.5,x2=0.3,x3=0.2];

`:=`(dat, [p1 = `+`(`*`(0.1e6, `*`(Pa_))), T1 = `+`(`*`(373, `*`(K_))), x1 = .5, x2 = .3, x3 = .2])

Esquema:

> `:=`(Sistemas, [mezcla])

> `:=`(Estados, [1, 2])

Eqs. const.:

> eqETg:=subs(eq1_11,eq1_12);eqEE:=eq1_16;for i from 1 to 3 do gdat||i:=get_gas_data(su||i):dat||i:=op(dat),gdat||i,Const,SI2,SI1:od:get_pv_data(su3):

`:=`(eqETg, `/`(`*`(m), `*`(V)) = `/`(`*`(p), `*`(R, `*`(T))))

`:=`(eqEE, DU = `*`(m, `*`(c[v], `*`(DT))))

a)•Masa molar de la mezcla  y densidad.

> Mm:=Sum(x||i*M||i,i=1..C);Mm:=convert([ seq(x||i*M||i,i=1..3)], `+` );;Mm_:=subs(dat,M1=M,dat1,M2=M,dat2,M3=M,dat3,Mm);rho:='Mm*p/(R[u]*T)';rho:=subs(Const,dat1,Mm_*p1/(R[u]*T1));

`:=`(Mm, Sum(`*`(x4, `*`(M4)), 4 = 1 .. C))

`:=`(Mm, `+`(`*`(x1, `*`(M1)), `*`(x2, `*`(M2)), `*`(x3, `*`(M3))))

`:=`(Mm_, `+`(`/`(`*`(0.308e-1, `*`(kg_)), `*`(mol_))))

`:=`(rho, `/`(`*`(Mm, `*`(p)), `*`(R[u], `*`(T))))

`:=`(rho, `+`(`/`(`*`(.9931889169, `*`(kg_)), `*`(`^`(m_, 3)))))

b)•Exergía necesaria para separar totalmente los componentes de la mezcla.

> i:='i':phi:=Sum('x[i]*(R*T*ln(1/x[i]))',i=1..3);

`:=`(phi, Sum(`*`(x[i], `*`(R, `*`(T, `*`(ln(`/`(1, `*`(x[i]))))))), i = 1 .. 3))

c)•Considérese la mezcla binaria del H2O con el resto y, suponiendo que este último es no condensable, calcúlese a qué temperatura empezaría a condensar el agua

> eqE3:=xv3/1=pv3/p;xv3_:=subs(dat,pv(T)/p1):Tdew_:=evalf(subs(dat,solve(x3=pv(T)/p1,T)));

`:=`(eqE3, xv3 = `/`(`*`(pv3), `*`(p)))
`:=`(Tdew_, `+`(`*`(333.2204098, `*`(K_))))

>