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Calculos de combustion

Enviado por   •  4 de Noviembre de 2018  •  3.570 Palabras (15 Páginas)  •  407 Visitas

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1000 x 1.014 = 1014 lb aire atm

Conociendo el análisis de combustible, exceso de aire y condiciones de ambiente, uno puede realizar cálculos de combustión, como se muestra.

- Gas natural que tiene el siguiente análisis volumétrico: SeH4 = 83.4% , COH = 15.8% y N2 = 0.8% y el metano nitrógeno quema en una caldera. Suponiendo que el exceso de aire es de 15%, la temperatura ambiente 70 °F y el 80% de humedad relativa. Realizar cálculos detallados de la combustión y determinar el análisis en el caso de combustión.

- Datos

- CH4 = 83.4% PW = 0.8 (0.363 psig)

- C2H6 = 15.8% = 0.2984 psig

- N2 = 0.8 % Base húmeda

- Tamb = 70% M = 0.622 (pw/14.7) - PW

- Humedad relativa = 80% = 0.0125

- Exceso de aire = 15%

- Tabla 1 70°F = 0.33 psig

- En una planta un proceso de 3500 lb/h de gases de combustión tiene una composición N2=75%, O2=2%, CO2=15%, H2O=8% todo en volumen, miden a través de un ducto de sección transversal de3 ft a una temperatura de 350 °F. EL final de volumen del gas y la velocidad. Debido a la presión del gas es de solo unas pocas pulgadas de columna de agua, la presión del gas se toma como atmosférica.

- PV = nRT n=m/PM

- PV = (m/PM)RT

- Wg = δm = 3888.88 ft/min

- (35000/0.05)(3)(60) = 3888.88

- Calcular la caja de caldera e que va el horno

- No considerar el recipiente a presión

- Considerar el tipo de quemador.

BASE SECA

Para convertir a base seca, se tiene que restar el contenido de agua y recalcular análisis. Para e análisis en seco se requieren de algunos instrumentos que miden el contenido de oxígeno en base seca y a partir del cual se calculan el exceso de aire.

- En base seca

- CO2 = 8.5 [100/(100-17.7)] = 10.328%

- O2 = 2.47 [100/(100-17.7)] = 3%

- N2 = 71.3 [100/(100-17.7)] = 86.63%

- Análisis del gas combustible

- BASE(% VOL) HUMEDO SECO

- CO2 8.5 10.328

- H2O 17.7 0

- N2 71.3 86.63

- O2 2.47 3

- Peso molecular del combustible

- Pm = ∑(PMi x Yi)

- PMc = [(83.4 x 16.041)+(15.8 x 30.067)+(0.8 x 28.016)]/100 = 18.30

- Peso aire seco [lb aire seco / lb combustible]

- PAs = Aire seco real x (PM aire /100) x PMc

- PAs = 1216.172 (28.9/18.3) = 19.2 lb are seco/l combustible)

- Peso H2O = peso sire seco + [humedad del aire x (PMH2O / (100xPMc)]

- = 19.2 + 22.76(18/1830) = 19.44

- Peso gas seco = [(115 x 44.01)+(961.575 x 28.016)+(33.312 x 32)]/1830 = 18

- Peso gas húmedo = [(115x44.01)+(961.575x28.016)+(33.312x32)+(238.66x18.016)]/1830

- = 20.40 lb gas húmedo /lb combustible

Para el cálculo de la eficiencia, se tienen que conocer las cantidades de aire seco y húmedo y los gases de combustión secos y húmedos formados por libras de combustible. Para el calculo de la transferencia de calor se requiere la presión de CO2 + H2O.

- PWH2O = VolH2O / Vol total de gases de combustión = 238.66 / 1348.83 = 0.177 atm

- PWCO2 = VolCO2 / Vol total de gases de combustión = 115 / 1348.83 = 0.087 atm

- En una planta de proceso 35000 lb/hr de gases de combustión tiene una composición N2=75%, O2=2%, CO2=15%, H2O=8% todo en volumen. Fluyen a través de un ducto de sección transversal de 3 ft2 a una temperatura de 350°F. Estimar la densidad del gas y la velocidad debido a que la presión del gas es de solo unas pocas pulgadas columna de agua, la presión del gas se toma en atm.

- Datos

- R = 10.73 psigft3/lbmolR PV = nRT n = m/PM

- Wg = 35000 lb/hr PV = (m/PM) RT

- N2 = 75% δ = m/V = P(PM) / RT=0.05 lbm/ft2

- O2 = 2%

- CO2 = 15% PM = ∑(PMi x Yi)

- H2O = 8% =(28x0.75)+(32x0.02)+(44x0.15)+(18.016x0.08)

- A = 3 ft3

- T = 350°F PM = 29.68 lbm / lbmol

- 1 atm = 14.7 psig

- Calcule la energía absorbida por el vapor en una caldera si se generan 400000 lb/hr de vapor sobrecalentado a 1600 psig y 900°F, con agua de alimentación a 250°F. Cuál es la energía absorbida en MW.

- Q = W(h2 – h1) P2 = 1600 psig h2 = 1425.2 BTU/lbm[pic 1]

- H2 = ? T2 = 900°F

- H1 = ? T1 = 250 °F h1 = 218.6 BTU/lbm

- W = 400000 lb/h

- Q=400000(1485.2 – 218.6) = 482.64 BTU/hr

- 1 KW = 3413 BTU/hr Q=141.41 MW

- Estime la cantidad de energía absorbida por vapor húmedo a 80% de calidad en una caldera a 1600 psig cuando la temperatura de agua de alimentación es 250 °F. Si el flujo de vapor es de 400000 lb/hr.

- W = 400000 lb/hr h2 = hf + xhfg

- P2 = 1600 psig hf = 941.41

- T1 = 250 °F hfg = 218.5

- Q = h2 = (941.41)+(10.8)(218.5) = 1974.926

- ἠt = Q = (400000)(974.926 – 218.6) = 88

EXCESO DE AIRE DE LOS GASES DE

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