ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y CIENCIAS DE LA PRODUCCION

INVESTIGACION DE TERMODINAMICA II

COMBUSTIBLES

FECHA DE ENTREGA: 25 DE ENERO DEL 2010

REALIZADO POR: JOSUE MIGUEL GAVILANES TRIVINO

II TERMINO 2009-2010

CombustibleEs cualquier material capaz de liberar energa cuando se quema, y luego cambiar o transformar su estructura qumica. Supone la liberacin de una energa de su forma potencial a una forma utilizable (por ser una reaccin qumica, se conoce como energa qumica). En general se trata de sustancias susceptibles de quemarse, pero hay excepciones que se explican a continuacin.Hay varios tipos de combustibles. Entre los combustibles slidos se incluyen el carbn, la madera y la turba. El carbn se quema en calderas para calentar agua que puede vaporizarse para mover mquinas a vapor o directamente para producir calor utilizable en usos trmicos (calefaccin). La turba y la madera se utilizan principalmente para la calefaccin domstica e industrial, aunque la turba se ha utilizado para la generacin de energa y las locomotoras que utilizaban madera como combustible eran comunes en el pasado.Entre los combustibles fluidos, se encuentran los lquidos como el gasleo, el queroseno o la gasolina (o nafta) y los gaseosos, como el gas natural o los gases licuados de petrleo (GLP), representados por el propano y el butano. Las gasolinas, gasleos y hasta los gases, se utilizan para motores de combustin interna.En los cuerpos de los animales, el combustible principal est constituido por carbohidratos, lpidos, protenas, que proporcionan energa para los msculos, el crecimiento y los procesos de renovacin y regeneracin celular.Se llaman tambin combustibles a las sustancias empleadas para producir la reaccin nuclear en el proceso de fisin, cuando este proceso no es propiamente una combustin.Tampoco es propiamente un combustible el hidrgeno, cuando se utiliza para proporcionar energa (y en grandes cantidades) en el proceso de fusin nuclear, en el que se funden atmicamente dos tomos de hidrgeno para convertirse en uno de helio, con gran liberacin de energa. Este medio de obtener energa no ha sido dominado todava por el hombre (ms que en su forma ms violenta, la bomba nuclear de hidrgeno, conocida como Bomba H) pero en el universo es comn puesto que es la fuente de energa de las estrellas.Los combustibles fsiles son mezclas de compuestos orgnicos mineralizados que se extraen del subsuelo con el objeto de producir energa por combustin. El origen de esos compuestos son seres vivos que murieron hace millones de aos. Se consideran combustibles fsiles al carbn, procedente de bosques del periodo carbonfero, el petrleo y el gas natural, procedentes de otros organismos. Entre los combustibles ms utilizados se encuentran el gas butano, el gas natural y el gasleo.

CombustinSe entiende por combustin, la combinacin qumica violenta del oxigeno (o comburente), con determinados cuerpos llamados combustibles, que se produce con notable desprendimiento de calor.Para que se produzca la combustin, las 3 condiciones ya nombradas deben cumplirse, es decir que sea: una combinacin qumica, que sea violenta y que produzca desprendimiento de calor. Analizaremos una por una:1) Debe haber combinacin qumica, los productos finales una vez producida la combustin debe ser qumicamente distintos a los productos iniciales. Ej. : Antes de producirse la combustin tenemos combustible y oxigeno. Producida la combustin ya no tenemos combustible y oxigeno mezclado, sino gases de combustin.2) La combinacin qumica debe producirse violenta e instantneamente. Ej. : Una lamina de hierro colocada en la intemperie se va a oxidar lentamente, luego de cierto tiempo, al combinarse con el oxigeno del aire. Pero esto no es combustin sino oxidacin, porque el desprendimiento de calor se produce muy lentamente despus de un tiempo. 3) Debe haber un desprendimiento de calor, se debe liberar cierta cantidad de calor.Para que se produzca la combustin se necesita oxgeno, el cual se encuentra en el aire, el que desperdiciando los gases que se encuentran en pequea proporcin, est constituido por 23 % de oxgeno y 77% de nitrgeno.Tambin es necesario que la temperatura en algn punto de la mezcla de oxgeno y combustible, adquiera un determinado valor.Una combustin se considera imperfecta, cuando parte del combustible, que entra en reaccin, se oxida en grado inferior al mximo, o no se oxida.La combustin es completa cuando el combustible quema en su totalidad, ya sea perfecta o incompleta. Todos los combustibles utilizados en los diversos procesos industriales estn constituidos nicamente por dos sustancias qumicas, el carbono y el hidrgeno los cuales estn unidos entre s, formando los diversos combustibles utilizados.La propagacin de calor debe cesar para un valor finito de la velocidad de inflamacin. Por lo tanto, la buena combustin esta comprendida dentro de dos valores, lmites definidos de la velocidad de inflamacin de la llama, y son los llamados lmites inferior de inflamacin que se produce cuando falta combustible, y lmite superior de inflamacin que es cuando falta oxgeno.La forma de producirse la combustin vara segn el estado del combustible, lo cual veremos a continuacin:Los combustibles son elementos que se los utilizan en los procesos industriales para la produccin de calor. Son formaciones de origen orgnico, animal o vegetal, que sufrieron los efectos de los movimientos y plegamientos terrestres.Estn constituidos principalmente por carbono e hidrgeno, los que segn vimos al combinarse con el oxgeno queman, desprendiendo calor.El carbono es el elemento que constituye el mayor porcentaje volumtrico del combustible, constituyendo el 80 a 90 % volumen del mismo.El carbono no arde directamente, sino que es llevado al estado de incandescencia por el hidrgeno. El hidrgeno constituye el 5 o 6 % de los combustibles slidos y el 8 al 15 % de los lquidos.La presencia del oxgeno en la molcula de combustible, le resta al mismo poder calorfico, ya que, se va a combinar con parte del hidrgeno que tiene, para formar agua.En el combustible tambin se puede encontrar el azufre desde 0.5 % en combustible lquidos hasta 1 o 1.5 % en carbones, y el nitrgeno de 0.7 hasta 9.3 %.

Estequiometria de los combustiblesLas consideraciones siguientes se refieren al uso de aire como comburente, ya que es el utilizado en la prctica totalidad de las instalaciones de calderas.La estequiometra de la combustin se ocupa de las relaciones msicas y volumtricas entre reactivos y productos. Los aspectos a determinar son principalmente:

Aire necesario para la combustin Productos de la combustin y su composicin

Para predecir estas cantidades es preciso referirse a un proceso ideal que dependa de unos pocos parmetros, bsicamente la naturaleza del combustible. Para definir este proceso ideal se consideran los tipos de combustin que pueden darse:

Combustin completa Combustin incompleta Combustin estequimtrica

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