Calculos de combustion
Enviado por Jillian • 4 de Noviembre de 2018 • 3.570 Palabras (15 Páginas) • 359 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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