>	restart:#"m15_p76"

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

A un combustor entra un flujo de keroseno (tómese dodeceno) a 300 K, y se quema con aire a 400 K, enfriándose los productos hasta 1000 K. La composición volumétrica de salida, en base seca, tiene 10% de CO2 y 3% de CO. Se pide:

a) Relación entre la cantidad de aire usado y la teórica

b) Temperatura de combustión adiabática.

c) Calor intercambiado.

Datos:

>	su1:="Aire":su2:="H2O":fuel:=C12H24:dat:=[Te1=300*K_,Te2=400*K_,Ts=1000*K_,xsCO2=0.10,xsCO=0.03];

Eqs. const.:

>	Adat:=get_gas_data(su1):Wdat:=get_gas_data(su2),get_liq_data(su2):Fdat:=get_liq_data("C12H24"):get_pv_data(su2):dat:=op(dat),op(subs(g=g0,[Const])),Adat,SI2,SI1:

a) Relación entre la cantidad de aire usado y la teórica.

>

Mf(fuel);eq15_2;eqA0_:=Ateo(fuel);eqMIX(subs(dat,a*fuel+b*(c21*O2+c79*N2))=[2,3,4,6,7]);i:='i':aux_:=sum(delta_[i]*x[Comp[i]],i=1..C_);eqDat1:=subs(x[H2O]=0,dat,xsCO2=x[CO2]/aux_);eqDat2:=subs(x[H2O]=0,dat,xsCO=x[CO]/aux_);eq1_:=subs(dat,xsCO2=x[CO2]/(1-x[H2O]));eq2_:=subs(dat,xsCO=x[CO]/(1-x[H2O]));eq3_:=eqBC;eq4_:=eqBH;eq5_:=eqBO;eq6_:=eqBN;eq7_:=eqNX;sol1:=subs(dat,solve({eqNX,eqBC,eqBH,eqBO,eqBN,eqDat1,eqDat2},{a,b,x[CO2],x[CO],x[H2O],x[N2],x[O2]}));A_:=subs(sol1,b/a);   #:evalf(%);xsN2:=1-xsCO2-xsCO-xsO2;xsN2_:=subs(dat,xsN2)

La resolución de ese sistema lineal de 7 ecuaciones con 7 incógnitas nos da el aire usado, que es A=97 molA/molF; como el aire teórico es A0=85,7 mol de aire por mol de fuel, la mezcla usada es pobre, con lambda=97/85,7=1,13.

b) La temperatura de combustión adiabática.

>	eq15_5;eq1:=eq_fit(fuel+a*O2=b*CO2+d*H2O);PCI_:=PCI(eq1);PCS_:=PCS(eq1);eq15_7_4;Ta_:=subs(Tea_=Te2,Tef_=Te1,sol1,cpComp_,dat,rhs(eq15_7_5));

i.e. unos 2300 K de temperatura adiabática.

c) El calor intercambiado.

>	subs(h[e,H2O]=0,d=0,eq15_6_1);subs(dat,T=Ts,Tea=Te2,Tef=Te1,sol1,c[pa]=c[p,N2],c[p,fuel,mol]=subs(Fdat,c*rhs(Mf(fuel))),cpComp_,c=0,d=0,dat,eq15_6_0);qs/a=subs(sol1,rhs(%)/a);

i.e. 48 kJ/mol de gases de escape, o bien 5 MJ/mol de fuel (i.e. 29,8 MJ/kg de fuel; el resto del poder calorífico va en los gases de salida a 1000 K).

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