ESCUELA POLITCNICA NACIONALFACULTAD DE INGENIERA MECNICALABORATORIO DE TERMODINMICA

PRCTICA # 6CMARA DE COMBUSTIN

DATOS GENERALESPerodo: 2015-AMateria: Termodinmica III GR2Grupo de laboratorio: GR6Nombre: Titumaita Quishpe Tatiana Patricia Fecha de realizacin: 04/07/2015

HOJA DE DATOS

1.- Datos obtenidosRealice la tabulacin de los datos obtenidos manualmente y por el sistema de adquisicin de datos Scada, en esta tabla se incluirn todos los valores de los sensores SP, SC, SV, ST, as como los valores obtenidos del medidor de gases manualmente.Datos obtenidos del analizador de gases

MedicinO2 %CO2 %CO ppmLosses %Eficiencia %Exc Aire

GLP 1

GLP 2

GLP 3

Disel 110.3813.6151.648.21.97

Disel 24.212.31642.658.31.25

Disel 38.98.911448.651.41.73

Datos obtenidos del sistema de adquisicin de datos Scada

MedicinST-1[C]ST-2[C]ST-3[C]ST-4[C]ST-5[C]SC-1[Kg/h]SC-2[m3/h]SC-3[m3/h]SC-4[l/min]SP-1[bar]

GLP 119,917,642,3655,4623,50,04,49915,80,56

GLP 22017,739,3477,8451,40,04,213215,60,44

GLP 321,218,039,9583,0551,00,05,011115,10,00

Disel 120,618,453,4693,4699,214,60,013613,30,72

Disel 220,418,369,9818,9761,714,20,09013,30,72

Disel 320,319,264,9734,4729,014,30,011513,30,72

INFORME

1. Defina con sus palabras: Entalpia de formacin.-es una magnitud termodinmica de un compuesto en un estado especfico debido a su composicin qumica. Entalpia de reaccin.-es la diferencia entre la entalpia de los productos en un estado especfico y la entalpia de los reactivos en el mismo estado para una reaccin completa. Explique el funcionamiento del analizador de gases Orsat. Consiste en llenar todos los recipientes con sus reactivos respectivos. Se carga el reactivo correspondiente a cada cmara sacando los depsitos inferiores de las mismas, llenndolos y volviendo a colocar con todas las llaves de la parte superior conectadas a la atmsfera. El tubo de cuarzo se desempalma de los dos manguitos de goma que los sujeta se rellena con xido de cobre granulado, procurando que quede esponjoso.A continuacin se incomunican las cmaras y, dejando nicamente la llave conectada al aire, se levanta el frasco colector hasta que el agua teida llene el tubo medidor. Se cierra la llave de entrada a la bureta con la primera cmara y se baja el nivel del frasco colector; de esta forma se dejar subir el lquido contenido en la primera cmara hasta que llegue al enrase respectivo. Si antes de lograrlo, la bureta se hubiese vaciado se cerrar la vlvula de entrada de la primera cmara y abrir la llave de alimentacin a la bureta para llenarla de nuevo y volver a proceder. La misma operacin se repite con las dems cmaras. Finalmente se llena la bureta hasta el enrase que es el cero de la graduacin. Con el fin de facilitar el manejo del frasco colector y correr un menor riesgo de mezclar unos lquidos con otros, se recomienda el uso de pinza de Morh colocada en el tubo de goma que une la bureta con el frasco colector.

2. Explique con sus palabras que es la combustin espontnea y emita su criterio desde el punto de vista terico si es posible o no la misma. La combustin espontnea es el incendio del cuerpo de una persona sin una fuente de ignicin fcilmente identificable, se cree que las aparentes combustiones son iniciadas con fuego de mecha y tambin podra darse el caso de una descarga esttica aunque ninguno de los cuales es espontaneo. Desde mi punto de vista considero que el cuerpo tiene suficiente energa almacenada en forma de grasa y otros tejidos para consumirse completamente, en circunstancias normales los cuerpos producirn los suficientes fluidos para evitar dicha ignicin.

3. Explique cules son las consecuencias de inhalar CO. Las consecuencias de inhalar monxido de carbono pueden causar la muerte y para los que sobreviven su recuperacin es lenta. El pronstico depender de la cantidad que haya respirado, en un porcentaje no tan alto causa daos cerebrales permanente, adems del deterioro mental se presenta la dificultad de retener orina y evacuaciones intestinales entre otras cosas puede terminar en problemas de depresin, etc.4. Cmo relacionara el poder calorfico del combustible respecto al anlisis de acuerdo a la primera ley con la ecuacin de combustin?

Combustible + O2 H2O + CO2 + Q Q: cantidad de calor liberado del combustible que se quema por completo y que no se pierde, se conserva en el sistema adiabtico.5. De acuerdo al anlisis de combustin en que se diferencia el poder calrico inferior con el superior? La diferencia se encuentra en el estado del hidrogeno, cuando el H2 se encuentra liquido se llama poder calorfico inferior y cuando el H2 se encuentra en los productos en forma de vapor se llama poder calorfico superior.6. Haga un anlisis cualitativo de las caractersticas de la llama para cada una de las condiciones vistas. La combustin completa presenta llama azul plido, y es la que libera la mayor cantidad de calor. La combustin incompleta produce holln, su llama de caracterstica amarilla - anaranjado de nombre luminoso o fuliginoso.7. Realice un ejemplo de clculo para las mediciones hechas con disel, utilice los valores obtenidos tanto del medidor de gases como del sistema de adquisicin de datos Scada. Se utilizaran los valores de ppm de CO, Temperatura de salida de los gases de escape, el porcentaje de O2, el flujo de aire de ingreso a la cmara.

Nota: Para los clculos utilizar las tablas del libro Termodinmica de Cengel.

La relacin aire-combustible se tiene que:

Esta tasa se determina a travs del balance de energa de flujo estacionario donde:

Dnde: Entalpa de formacin. Entalpa de la substancia a una determinada temperatura. Entalpia de referencia (0.71 atm y 19.9 C).Substancia

a 290.6K

a 298K

-208450---

08460868230432.5

0 8449866929232

-241820-990429444.75

-393520-936441280

-110530-866947517

*(9764.08 9678.7)

Transformacin de ppm de CO a Kg:

Ejemplo de anlisis de combustin de acuerdo a la primera ley de la termodinmica (Para los datos de laboratorio se debe realizar un anlisis similar para el disel asumiendo que el aire ingresa a 25 C): En una cmara de combustin entra octano (Gasolina) lquido a 25 C y a una tasa de 0.05 Kg/min, donde se mezcla y quema con 50% de exceso de aire que entra a la cmara de combustin a 25 C. Un anlisis de los gases de combustin revela que todo el hidrogeno en el combustible se convierte en agua pero solo el 90 % de carbono se quema en CO2, con el restante 10 % forma CO. Si la temperatura de salida de combustin es 1500 K, determine:a. Flujo msico del aire.b. La tasa de transferencia de calor de la cmara de combustin.

Desarrollo:1. Igualacin de la ecuacin estequiometria de la combustin:

2. Ecuacin igualada con el 50% de exceso de aire:

3. La relacin aire-combustible se tiene que:

De la ecuacin anterior se despeja y se tiene:

Clculo de la tasa de calor al ambiente:

1. Esta tasa se determina a travs del balance de energa de flujo estacionario donde:

Dnde: Entalpa de formacin. Entalpa de la substancia a una determinada temperatura. Entalpia de referencia a condiciones estndar (1 atm y 25 C).

Se obtiene estos valores del libro de Yunus Cengel, desde la tabla A-26:

Substancia

a 298K

a 298K

-208450---

086828682-

086698669-

-241820-990457999

-393520-936471078

-110530-866947517

Dnde: Entalpa de formacin. Entalpa de la substancia a 298 K. Entalpia de referencia a condiciones estndar (1 atm y 298 K).Para este caso, la Temperatura de ingreso del combustible y aire es igual a la temperatura de referencia por ende los valores de entalpias se simplifican quedando nicamente la entalpia de formacin.

Por lo que se concluye que se transfiere KJ de calor por cada Kmol de octano (114 Kg).La tasa por cada Kg de propano es de: KJ /114 Kg=8806.01 KJ/Kg.

Para el caso del laboratorio, hay que tener en cuenta que de la tasa de calor total, una parte se disipa en el agua de enfriamiento del sistema y otra al ambiente.

Dnde:: Tasa de calor disipada en el ambiente.: Tasa de calor disipada en el agua de enfriamiento.: Entalpias de entrada y salida del agua de enfriamiento respectivamente. Caudal de agua.Ejemplo de igualacin de la ecuacin qumica usando los datos obtenidos:

MedicinO2 %CO2 %CO ppmLosses %Eficiencia %Exc. Aire

Disel 1105.26405742.51.91

Se observa que es una combustin con exceso de aire por lo que se tiene:

Clculo del flujo de aire en Kg aire/h:

Dnde:R: cte. universal del aire.T: Temperatura del aire de ingreso.P: Presin de ingreso del aire.V=Volumen de ingreso de aire tomado de la tabla anterior.

Transformacin de ppm de CO a Kg:

Z= 2.5

A=13D=10; Dato obtenido de la tabla anterior.27.25; Por igualacin de las ecuaciones

Por lo que se obtiene:

Anlisis de datos: La relacin de aire obtenido respecto del terico es: Se aproxima al dato de 1.9 medido.

8. Tabule los datos calculadosDatos Calculados

Medicin [Kw]CO [Kg] [Kw]Ecuacin qumica igualada

135.101.17715.4323.489

237.330.19612.6526.1

333.450.20312.7222.12

ANLISIS DE RESULTADOS

En la prctica se distingue las tres fases del encendido en la primera el combustible se calienta pero el calor producido no parece ser suficiente para aumentar la presin, La presin se eleva fuertemente debido a la rpida combustin del combustible. la combustin lenta del combustible todava no quemado se observa. Mientras menor sea el grado del Dixido de carbono se observa que el monxido de carbono lo complementa , por lo tanto es ms nocivo SI la temperatura es alta la velocidad de combustin ser mayor. El grado de turbulencia de la ignicin tambin contribuye con el proceso. A mayor exceso de aire el Sal registra cantidades menores. En toda la naturaleza existe el principio de nada se destruye todo se transforma , por lo que ha considerar en el informe si cumple dicha condicin.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES La cmara de combustin es el medio donde se realiza la mezcla del aire y del combustible ocasionando en su forma potencia al sistema. Los humos que hemana el escape no es distinguible por lo que asumo que en su mayora al igual como se comprueba es en su mayora de CO un gas inoloro e sinsabor.

Es recomendable intentar una reaccin qumica completa, para no ocasionar peligrosas inhalaciones de monxido de carbono, que sin duda es peligroso.

Al combustionar el diesel es recomendable fijar una presin constante para obtener mayor rendimiento, sin ocasionar tanta turbulencia.

BIBLIOGRAFA http://quimymas.blogspot.com/2007/09/combustin-la-combustin-es-una-reaccin.html http://www.drugs.com/cg_esp/intoxicaci%C3%B3n-por-mon%C3%B3xido-de-carbono.html http://webserver.dmt.upm.es/~isidoro/bk3/c09/Termodinamica%20de%20las%20reacciones%20quimicas.pdf https://es.wikipedia.org/wiki/Combusti%C3%B3n http://ing.unne.edu.ar/pub/camaras_comb.pdf

Pgina 1 de 11