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por diego fernando quiroga lagos 4 anos atrás

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Combustión

El estudio se centra en el análisis experimental del comportamiento de un motor diésel utilizando biodiesel derivado del aceite de piñón (Jatropha curcas) en diversas proporciones. Se observó que al aumentar la potencia eléctrica, también se incrementaba el consumo de combustible.

Combustión

Combustión

Primera Ley de sistemas reactivos

Es el balance de energía
Aplicable a Sistemas

No reactivos

Reactivos

Se debe tener en consideración cosas importantes

Saber si combustible y aire ingresan a la cámara de combustión

Premezclados o separadamente

Por ejemplo el estado del combustible.

gas

sólido

De este estado depende la entalpía de formación h°f

Depende de la fase de combustible

líquido

Los que son químicamente reactivos implican cambios de energía

Por lo que es mejor reescribir relaciones de balance y energía

Para sistemas

Cerrados

De Flujo estable

Segunda Ley de sistemas reactivos

Ya evaluado el cambio de entropía total
La exergía destruida: X destruida asociada con reacción química

Se determina: Xdestruida = T0 Sgen (KJ)

Donde T0 es la temperatura absoluta de los alrededores

Sistemas de flujo estable

Flujo continuo en donde sus propiedades y velocidad permanecen constantes en el tiempo
La ecuación de continuidad en flujo estable esta dada por:

w= AV/v

v= vol especifico del flujo que avanza

V= Velocidad media a través del área

donde A= área de la sección

Sistemas de flujo cerrado

La relación general de balance de energía para un sistema cerrado es Eentrada - Esalida = ∆Esistema
se expresa para un sistema cerrado químicamente reactivo estacionario

Como: (Q ent -Q sal) + (W ent - W sal) = U prod - U react (kJ / kmol combustible)

Temperatura de Flama Adiabatica

Su temperatura es más baja que el proceso a presión constante porque parte de la energía se utiliza para cambiar el volumen del sistema
es la temperatura que resulta de un proceso de combustión completa que ocurre sin cualquier trabajo, transferencia de calor o cambios en cinética o energía potencial.
determinación de la temperatura de flama adiabática requiere el uso de una técnica iterativa.

a menos que se disponga de ecuaciones para los cambios de entalpía sensible de los productos de combustión

La temperatura de flama adiabática en proceso de combustión de de flujo estable se determina así

Q - W Hprod -Hreacc (1kJ>kmol combustible)

Establecer: Q=0 W=0

Produce: Hprod = Hreact

Una vez que se especifican los reactivos y sus estados

El cálculo de la entalpía de los productos Hprodu no es directo

Es fácil determinar la entalpía de los reactivos Hreac

Biodiesel: cobra importancia por su valor ecológico
Tiene una gran ventaja

Reudcción de emeisiones de Co2

Gracias al balance neutro de carbono en la combustión

El combustible alternativo a Diesel es el biodiesel obtenido de

restos de aceites comestibles

Grasas animales

Vegetales oleaginosos

se estudio de forma experimental
el comportamiento de un motor diésel en una planta de generación de energía eléctrica

empleando el biodiesel obtenido apartir de aceite del piñón (Jatropha curcas) en diferentes porcentajes

Las mezclas que usaron del 20% y 30% de biodiesel produjeron mayor potencia eléctrica

En cuanto al consumo horario de combustible se obtuvo el mismo comportamiento.

Al incrementarse la potencia eléctrica,también se incrementó el consumo del combustible

La opacidad generada por el motor de combustión interna de prueba.

Mostro una tendencia al incremento a medida que se incrementó la carga eléctrica

El torque generado en el motor de combustión interna al producirse la potencia eléctrica, tuvo un comportamiento lineal

Las densidades obtenidas de las diferentes mezclas, se incrementaron levemente respecto al diésel

Lo cual le brinda una buena propiedad de lubricidad.

Poderes Caloríficos

la cantidad de energía desprendida en la reacción de combustión, referida a la unidad de masa de combustible.
La magnitud del poder calorífico puede variar según como se mida.

Poder caolorífico inferior PCI

Es la cantidad total de calor desprendido en la combustión completa de 1 kg de combustible

Sin contar la parte correspondiente al calor latente del vapor de agua de la combustión,

Poder calorífico superior PCS

Es la cantidad total de calor desprendido en la combustión completa de 1 Kg de combustible

cuando el vapor de agua originado en la combustión está condensado y se contabiliza

Entalpía

Entapía de formación
Util para representar una sustancia en un estado especificado debido a su composición química
Entalpía de combustión (hC)
Representa el calor liberado en la combustión de flujo estable

cuando el combustible se quema por completo a una T° y presión especifica.

Expresada así : hR= hC= Hprod - H react

Entalpía de reacción (hR)
La diferencia entre

entalpía de los reactivos en el mismo estado para una reacción completa

la entalpía de productos en un estado específico

la cantidad de energía que el sistema absorbe o libera en su entorno en procesos de presión constante
Existen diferentes tipos de energía como

Nuclear

vinculada a la estructura atómica

Química

Relativa a estructura molecular

En este caso se debe tener siempre el estado de referencia

de la energía interna o entalpía de una sustancia en ese estado

Ya que la composición final no es la misma

Se conoce como: Estado de referencia estándar

Los valores se indican con el superíndice (°)

Como h° y u°

Por consiguiente en la combustión

Se rompen enlaces químicos existentes

Y se forman nuevos en las moléculas.

Sensible y latente

Asociadas a cambio de estado

Reacción química

Donde se oxida combustible y libera energía
En el proceso de Combustión

Si los componentes no quemados o quedan residuos de combustible

El proceso es incompleto

Si todos los componentes del combustible se queman en el proceso

La combustión es completa

No solo debe ponerse en contacto proporciones iguales combustible y oxígeno

Para cuantificar estas relaciones se emplea la AC

Relación aire-combustible

Se expresa en una base de masa

Debe llevar alta su Temperatura de ignición

Las mín. Aprox de varias sustancias del aire atmosférico son de

Monóxido de carbono 610°C

Hidrógeno 580°C

Carbón 400°C

Gasolina 260°C

Hay dos componentes importantes

Después de la reacción: Productos

Antes de la reacción: Reactivos

El O2 Puro

Se emplea como oxidante

En casos especiales

Soldadura

Corte

Oxidante más usado en esta reacción es el aire seco

Contiene aproximadamente 21 % de oxígeno - 79 % de nitrógeno en números molares.

Por consiguiente, cada mol de oxígeno que entra a una cámara de combustión será acompañado por 0.79/0.21 3.76 mol de nitrógeno

Nitrógeno

A T° muy elevadas el N2 reacciona con el O2 formando gases peligrosos

Sale a T° altas y absorbiendo energía química.

Ingresa en gran cantidad en la cámara de combustión y a baja T°

El aire seco está compuesto

pequeñas cantidades de dióxido de carbono, helio, neón e hidrógeno

0.9 % argón

78.1% de nitrógeno

por 20.9 % de oxígeno

Combustible

Combustibles alternativos
Su contenido energético por unidad de Vol

Es menor que

La gasolina o el Diesel

Combustiblrs de hidrocarburo son los derivados de
Hidrógeno Y Carbono

Ejemplos:

Alcohol metílico o metanol CH3OH

Diesel como dodecano C12h26

Gasolina como octano C8H18

Material que al quemarse genera energía