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INGENIERIA MECANICA Y ENERGIA
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LABORATORIO DE TERMODINAMICA II
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
FACULTAD INGENIERIA MECANICA – ENERGIA
CURSO :
TEMA : COMBUSTION
PROFESOR : ING. GUTIERRES
ALUMNOS : ORE HUETE, IVAN TIBURCIO HIDALGO,VICTOR BEDON ESTUPIÑAN,MIGUEL
INGENIERIA EN ENERGÌA Página 1
COMBUSTION
La combustión es una reacción química de oxidación, en la cual generalmente se desprende una gran cantidad de Energía en forma de calor y luz, manifestándose visualmente gracias al fuego, u otros.
En toda combustión existe un elemento que arde (combustible) y otro que produce la combustión (comburente), generalmente el oxígeno en forma de O2 gaseoso. Los explosivos tienen oxígeno ligado químicamente, por lo que no necesitan el oxígeno del aire para realizar la combustión.
Los tipos más frecuentes de combustible son las materias orgánicas que contienen carbono e hidrógeno (ver hidrocarburos). En una reacción completa todos los elementos que forman el combustible se oxidan completamente. Los productos que se forman son el dióxido de carbono (CO2) y el agua, el dióxido de azufre (SO2) (si el combustible contiene azufre) y pueden aparecer óxidos de nitrógeno (NOx), dependiendo de la temperatura, la cantidad de oxígeno en la reacción y, sobre todo de la presión.
En la combustión incompleta los productos que se queman pueden no reaccionar con el mayor estado de oxidación, debido a que el comburente y el combustible no están en la proporción adecuada, dando como resultado compuestos como el monóxido de carbono (CO). Además, puede generarse carbón.
El proceso de destruir materiales por combustión se conoce como incineración.
Para iniciar la combustión de cualquier combustible, es necesario alcanzar una temperatura mínima, llamada temperatura de ignición, que se define como la temperatura, en °C y a 1 atm (1013 hPa) de presión, a la que los vapores de un combustible arden espontáneamente.
La temperatura de inflamación, en °C y a 1 atm, es aquella a la que, una vez encendidos los vapores del combustible, éstos continúan por sí mismos el proceso de combustión
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APARATO DE ORSAT.
El Aparato de Orsat es un analizador de gases usado para determinar la composición de una muestra de gases. Durante un análisis una muestra es pasada a través de líquidos absorbentes que remueven componentes específicos.
El volumen del gas es medido antes y después de la absorción. La disminución en el volumen del gas representa la cantidad del componente que estuvo presente. Los volúmenes del gas son medidos a temperatura y a presión constante.
FUNCIONAMIENTO DEL APARATO DE ORSAT
Dicho aparato consiste en una bureta graduada de cincuenta mililitros o cien ml, con escala de cero a cien, conectada por su parte inferior por medio de un tubo de goma a un frasco nivelador, y en su parte superior a tres (3) recipientes dobles que contienen sustancias apropiadas para absorber los tres gases objeto de la medición. Cada uno de los tres recipientes consisten en dos tubos anchos unidos por un tubo pequeño en forma de U, todos con una válvula que permite el paso y la salida del gas que es objeto de análisis; la bureta esta rodeada por un cilindro lleno de agua con el objeto de mantener la temperatura del gas.
PROCEDIMIENTO
Un motor de combustión interna producirá gases en funcionamiento máximo y mínimo, los gases en estas dos condiciones serán llevados a análisis.
A) Llevar el nivel de los reactivos hasta las marcas grabadas en los cuellos, el proceso se lleva a cabo de la siguiente forma, se abre el grifo de cada pipeta con la botella niveladora en posición elevada, y luego se baja la botella niveladora lentamente hasta que el reactivo este logre el nivel correcto.
B) Purgar el tubo de recoger la muestra y sus conexiones con gas objeto de análisis. Después se lleva a purga el múltiple y la bureta auxiliándose con la botella niveladora y cerrando oportunamente abrir la válvula de tres vías.
C) Abrir la válvula de tres vías y bajando la botella niveladora recoger algo mas de 100 ml de la muestra. Cerrar la válvula de tres vías.
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D) Elevar la botella la botella niveladora hasta que el menisco nivele con la lectura correspondiente que corresponda al volumen necesario (100 ml), en ese instante cerrar la manguera capilar de la botella niveladora y abrir la válvula de tres vías para nivelar las presiones.
E) Cerrar la válvula de tres vías manteniéndola cerrada durante el resto del experimento.
Quitar la pinza que cerraba a la manguera capilar y comparar los niveles de solución de cierre deben coincidir con 100 ml, la cual permitirá leer porcentajes directos.
F) Absorber los componentes de la muestra en el siguiente orden:
A) CO2
B) O2
C) CO
G) Elevar la botella niveladora para ejercer ligera presión sobre la muestra.
H) Regresar el gas a la bureta medidora, bajando la botella niveladora, se debe evitar que los reactivos toquen las válvulas de acceso, si esto ocurre deben limpiarse con ácido y reengrasarse.
I) Llevar el reactivo al nivel de referencia. Cerrar la válvula de acceso a la pipeta respectiva y con la botella niveladora igualar los niveles de solución de cierre para obtener las lecturas correspondientes.
J) Repetir los pasos G, H, I hasta que no ocurra disminución de volumen en la muestra de la bureta.
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ANALIZADOR DIGITALAnalizador Portátil de la Combustión El PCA es un analizador de la combustión de mano, para técnicos de servicio que requieren determinar la eficiencia y la seguridad en la combustión en equipos de combustión residenciales y comerciales, aunque su medición del NOx, le permite también el uso industrial en equipos que queman gas natural o LP. El PCA mide directamente % de oxígeno, monóxido de carbono en ppm, NOX en ppm, draft, temperatura ambiente y temperatura de gases de chimenea. El PCA también calcula y despliega en su pantalla LCD dióxido de carbono, CO libre de aire, exceso de aire y eficiencia de la combustión. Una impresora infraroja opcional imprime los resultados de la prueba, y sus funciones opcionales de calibración automática, edición de líneas, 100 memorias y puerto de salida RS-232 lo convierten en el más avanzado en su categoría. Seis versiones disponibles, para que elija la adecuada a sus requerimientos de medición.
PROCEDIMIENTO1. Conectar la manguera y termocupla2. Presionar la tecla (on /off)3. Esperar 60 seg .Para el calentamiento del analizador4. Verifique que aparezca en la pantalla “error no detectado”5. Seleccionae el combustible a analizar apretando la tecla(menu)6. Coloque el tubo de toma de muestra en la maquina a analizar y
presionar(ram) se activa la bomba de succión7. Esperar las lecturas en la pantalla se estabilice8. Presionar Rum para apagar la bomba de succion9. Para almacenar la información de la prueba presionar (S)
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MODELO DE CALCULOS CON LOS DATOS OBTENIDOS
CO2=10.3 02=0.12 CO=5.25
EC.REALaC3H8 + B(O2+3.76N2)====>>>10.3CO2+5.25CO+0.1202+nH2O+zN2
C:3a=10.3+5.25 a=5.18H:8a=2n n=20.72O:2B=2x10.3+5.25 +2x0.12 +20.72 B=23.42N:2Bx3.76=2z z =88.05
EC.TEORICO:5.18C(3) H(8) + b(O2 + 3.76N2)=====>mCO2 + nH2O + zN2 C:5.18x3=m m=15.54H:8x5.18=2n n=20.72O:2b=2m+n b=25.9N:2x25.9x3.76=2z z=97.38
(Ra/c)r=23.42 (2x 16+3.76 x2 x14 )
5.18(3 x12+8)=14.1 (Ra/c)t=
25.9(2 x16+3.76 x 2x 14)5.18(3 x 12+8)
=15.6
CO2=10.5 02=3.23 CO=0.78
EC.REALaC3H8 + B(O2+3.76N2)====>>>10.5CO2+0.78CO + 3.2302+nH2O+zN2
C:3a=10.5+ 0.78 a=3.76H:8a=2n n=15.04O:2B=2x10.5+0.78 +2x3.23 +15.04 B=21.64N:2Bx3.76=2z z =81.36
EC.TEORICO:3.76C(3) H(8) + b(O2 + 3.76N2)=====>mCO2 + nH2O + zN2 C:3.76x3=m m=11.28H:8x3.76=2n n=15.04O:2b=2m+n b=18.8N:2x25.9x3.76=2z z=70.68
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(Ra/c)r=21.64 (2 x16+3.76 x 2x 14)
3.76(3 x 12+8)=17.95 (Ra/c)t=
18.8(2 x16+3.76 x 2x 14)3.76(3x 12+8)
=15.6
CO2=11.7 CO=1.43 02=4.4
EC.REALaC3H8 + B(O2+3.76N2)====>>>11.7CO2+2.43CO+4.402+nH2O+zN2
C:3a=11.7+2.43 a=4.71H:8a=2n n=18.84O:2B=2x11.7+2.43 +2x4.4 +18.84 B=26.7N:2Bx3.76=2z z =100.5
EC.TEORICO:4.71C(3) H(8) + b(O2 + 3.76N2)=====>mCO2 + nH2O + zN2 C:4.71x3=m m=14.13H:8x4.71=2n n=18.84O:2b=2m+n b=23.55N:2x25.9x3.76=2z z=88.54
(Ra/c)r=26.7(2 x16+3.76 x2 x14)
5.18(3x 12+8)=16.08 (Ra/c)t=
23.55(2 x16+3.76 x 2x 14)5.18(3 x 12+8)
=14.18
CO2=12.2 CO=2.15 02=0.15
EC.REALaC3H8 + B(O2+3.76N2)====>>>12.2CO2+2.15CO+0.1502+nH2O+zN2
C:3a=12.2+2.15 a=4.78H:8a=2n n=19.13O:2B=2x12.2+2.15 +2x0.15 +19.13 B=22.99N:2Bx3.76=2z z =86.44
EC.TEORICO:4.78C(3) H(8) + b(O2 + 3.76N2)=====>mCO2 + nH2O + zN2 C:4.78x3=m m=14.34H:8x4.78=2n n=19.12O:2b=2m+n b=23.9N:2x25.9x3.76=2z z=89.8
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(Ra/c)r=22.9 (2x 16+3.76 x 2x14 )
5.18(3 x12+8)=13.79 (Ra/c)t=
23.9 (2x 16+3.76 x2 x14 )5.18(3 x12+8)
=14.39
CO2=11.7 CO=1.38 02=3.62
EC.REALaC3H8 + B(O2+3.76N2)====>>>11.7CO2+1.38CO+3.6202+nH2O+zN2
C:3a=11.7+1.38 a=4.36H:8a=2n n=17.44O:2B=2x11.7+1.38 +2x3.62 +17.44 B=24.73N:2Bx3.76=2z z =92.98
EC.TEORICO:4.36C(3) H(8) + b(O2 + 3.76N2)=====>mCO2 + nH2O + zN2 C:4.36x3=m m=13.08H:8x4.36=2n n=17.44O:2b=2m+n b=21.8N:2x25.9x3.76=2z z=81.9
(Ra/c)r=24.73(2 x16+3.76 x 2x 14)
5.18(3 x 12+8)=14.89 (Ra/c)t=
21.8(2 x16+3.76 x 2x 14)5.18(3 x 12+8)
=13.13
CO2=12.7 CO=1.45 02=0.38
EC.REALaC3H8 + B(O2+3.76N2)====>>>12.7CO2+1.45CO+0.3802+nH2O+zN2
C:3a=12.7+1.45 a=4.71H:8a=2n n=18.86O:2B=2x12.7+1.45 +2x0.38 +18.86 B=23.23
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N:2Bx3.76=2z z =87.36
EC.TEORICO:4.71C(3) H(8) + b(O2 + 3.76N2)=====>mCO2 + nH2O + zN2 C:4.71x3=m m=14.13H:8x4.71=2n n=18.84O:2b=2m+n b=23.55N:2x25.9x3.76=2z z=88.54
(Ra/c)r=23.23(2 x16+3.76 x 2x 14)
5.18(3 x 12+8)=13.9 (Ra/c)t=
23.5(2 x16+3.76 x 2x 14)5.18(3 x 12+8)
=14.15
CO2=11.4 CO=0.14 02=5.5EC.REALaC3H8 + B(O2+3.76N2)====>>>11.4CO2+0.14CO+5.502+nH2O+zN2
C:3a=11.4+0.14 a=3.84H:8a=2n n=15.38O:2B=2x11.4+0.14 +2x5.5 +15.38 B=24.66N:2Bx3.76=2z z =92.72
EC.TEORICO:3.84C(3) H(8) + b(O2 + 3.76N2)=====>mCO2 + nH2O + zN2 C:3.84x3=m m=11.52H:8x3.84=2n n=15.36O:2b=2m+n b=19.2N:2x25.9x3.76=2z z=72.19
(Ra/c)r=24.6(2 x16+3.76 x2 x14)
5.18(3x 12+8)=14.81 (Ra/c)t=
19.2(2x 16+3.76 x 2x 14)5.18(3 x 12+8)
=11.56
CO2=13.2 CO=0.84 02=0.09
EC.REALaC3H8 + B(O2+3.76N2)====>>>13.2CO2+0.84CO+0.0902+nH2O+zN2
C:3a=13.2+0.84 a=4.68
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H:8a=2n n=18.72O:2B=2x13.2+0.84 +2x0.09 +18.72 B=23.07N:2Bx3.76=2z z =86.74
EC.TEORICO:4.68C(3) H(8) + b(O2 + 3.76N2)=====>mCO2 + nH2O + zN2 C:4.68x3=m m=14.04H:8x4.68=2n n=18.72O:2b=2m+n b=23.4N:2x25.9x3.76=2z z=87.98
(Ra/c)r=23.07(2 x16+3.76 x2 x14)
5.18(3x 12+8)=13.89 (Ra/c)t=
23.4(2 x16+3.76 x2 x14)5.18(3x 12+8)
=14.09
CO2=11.4 CO=0.17 02=6.3EC.REALaC3H8 + B(O2+3.76N2)====>>>11.4CO2+0.17CO+6.302+nH2O+zN2
C:3a=11.4+0.17 a=3.85H:8a=2n n=15.42O:2B=2x11.4+0.17 +2x6.3 +15.42 B=25.49N:2Bx3.76=2z z =95.86
EC.TEORICO:3.85C(3) H(8) + b(O2 + 3.76N2)=====>mCO2 + nH2O + zN2 C:3.85x3=m m=11.55H:8x3.85=2n n=15.4O:2b=2m+n b=19.25N:2x25.9x3.76=2z z=72.38
(Ra/c)r=25.49(2 x16+3.76 x 2x 14)
5.18(3 x 12+8)=15.35 (Ra/c)t=
19.2(2x 16+3.76 x 2x 14)5.18(3 x 12+8)
=11.5
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GRAFICAS
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TEORICO
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