> restart:#"m15_p42"

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

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

Una caldera ha de suministrar 10 MW a un sistema de calefacción por agua caliente, quemando gas natural con un 10% de exceso de aire, saliendo los gases a 50 ºC por encima de su temperatura de rocío. Se pide:
a) Composición esperada de los gases de escape.
b) Temperatura adiabática de combustión y temperatura de rocío.
c) Caudales necesarios de gases de alimentación.

Datos:

> su1:="Aire":su2:="H2O":fuel:=CH4:dat:=[Q=10e6*W_,e=0.1,DTs=50*K_];

[Q = `+`(`*`(0.10e8, `*`(W_))), e = .1, DTs = `+`(`*`(50, `*`(K_)))]

Eqs. const.:

> Adat:=get_gas_data(su1):dat:=op(dat),op(subs(g=g0,[Const])),SI2,SI1:get_pv_data(su2):

a) Composición esperada de los gases de escape.

> eq15_4;eq1_:=Ateo(fuel);A_:=solve(subs(A[0]=rhs(eq1_),dat,eq15_4),A);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]]});

e = `+`(`/`(`*`(A), `*`(A[0])), `-`(1))
A[0] = 9.524
10.48
`+`(`*`(a, `*`(CH4)), `*`(10.48, `*`(a, `*`(`+`(`*`(c21, `*`(O2)), `*`(c79, `*`(N2))))))) = `+`(`*`(x[O2], `*`(O2)), `*`(x[N2], `*`(N2)), `*`(x[CO2], `*`(CO2)), `*`(x[H2O], `*`(H2O)))
{a = 0.8710e-1, x[CO2] = 0.8710e-1, x[H2O] = .1742, x[N2] = .7212, x[O2] = 0.1751e-1}

b) Temperatura adiabática de combustión y temperatura de rocío.

> PCI_:=subs(sol1_,PCI(eq)/a);eq15_7_2;eqTa_:=subs(b=a*A_,sol1_,cpComp_,c[p,fuel]=0,c[p,Air]=c[p,N2],Tef_=T25,Tea_=Tea,dat,eqTa);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_);

`+`(`/`(`*`(0.8022e6, `*`(J_)), `*`(mol_)))
Ta = `+`(T25, `/`(`*`(a, `*`(PCI)), `*`(Sum(`*`(x[Com[i]], `*`(c[p, i])), i = 1 .. CP))))
Ta = `+`(`*`(2136., `*`(K_)))
x[v, sat] = `/`(`*`(p[v](T)), `*`(p))
`+`(`*`(330.3, `*`(K_)))
Trocio = `+`(`*`(57.1, `*`(?C)))

Ta=2140 K y Trocío=330 K.

c) Caudales necesarios de gases de alimentación.

> n:='n':eqBE:=Q=n[fuel]*PCI;n_[fuel]:=subs(sol1_,dat,Q/PCI_):n[fuel]=evalf(%);m_[fuel]:=n_[fuel]*rhs(Mf(fuel)):m[fuel]=evalf(%);n:='n':eqA:=n[a]=n[fuel]*A;eqA:=n[a]=n_[fuel]*A_;eqAm:=m[a]=subs(Adat,n_[fuel]*A_*M);

Q = `*`(n[CH4], `*`(PCI))
n[CH4] = `+`(`/`(`*`(12.47, `*`(mol_)), `*`(s_)))
m[CH4] = `+`(`/`(`*`(.1995, `*`(kg_)), `*`(s_)))
n[a] = `*`(n[CH4], `*`(A))
n[a] = `+`(`/`(`*`(130.7, `*`(mol_)), `*`(s_)))
m[a] = `+`(`/`(`*`(3.790, `*`(kg_)), `*`(s_)))

>