GRADO EN INGENIERÍA DE LA ENERGÍA

MÁQUINAS TÉRMICAS

Problemas T4-2: Calderas parte 2

1. Una caldera de gasóleo C12,3H23,9 trabaja con un exceso de aire del 20%

(considere aire seco). Calcular:

a. Peso molecular del gasóleo b. Dosado estequiométrico c. Relación aire combustible estequiométrica d. Factor lambda e. Dosado relativo f. Dosado absoluto g. Relación aire / combustible absoluta h. Volumen del aire por gramo de combustible a utilizado a 20ºC y 1 bar

2. Si tengo aire a 25ºC y 1 bar con humedad relativa del 50%,

a. Cuál es la fracción molar del vapor de agua en el aire (χH2O)? b. Cuál es el coeficiente estequiométrico del agua (n)? c. Escriba la ecuación química del aire húmedo d. Calcule el peso molecular del aire húmedo

3. Si tengo una mezcla de butano 40%Vol y propano 60%Vol, calcule: a. Peso molecular de la mezcla b. Composición elemental c. Composición másica del combustible d. Escriba la ecuación química de combustión estequiométrica de esta

mezcla. Considere el aire húmedo del punto 2. e. Relación Aire / combustible estequiométrica, utilizando el aire húmedo

del punto 2. f. Relación aire/combustible, si utilizamos un exceso de aire del 15% g. Volumen del aire por gramo de combustible (usando aire del punto 2) e

incluyendo el exceso de aire. h. Factor lambda i. Escriba la ecuación química (incluyendo el exceso de aire) utilizando

aire punto 2. j. Calcule la composición volumétrica en base húmeda de los gases de

escape k. Calcule la composición volumétrica en base seca de los gases de escape. l. Composición másica en base húmeda de los gases de escape. m. Peso molecular de los gases de escape en base húmeda. n. Densidad de los gases en base húmeda de escape a 1 bar y 130ºC o. Volumen de los gases de escape por g de combustible a 1 bar y 130 ºC.

4. Calcular cuáles son las emisiones de CO2 por gramo de combustible, de la mezcla del punto 3?

5. Utilizando las formulaciones empíricas presentadas, aproximadamente cuál es el poder calorífico inferior en kJ/kg del combustible del punto 3?

6. Calcule las emisiones de CO2 (kg) por GJ, del combustible del punto 3.

7. El microanálisis elemental del carbón de la mina Camocha de Gijón es el siguiente: (% masa) 85,8% de C; 5,6% de H; 1,6% de S y 7% de O. Si se sabe que el subíndice estequiométrico del carbono es 1 (a=1). Calcular:

a. Peso molecular del combustible b. Fórmula genérica de este carbón c. Aproximadamente, cuál es el poder calorífico superior de este carbón en

kJ/kg? d. Cuál es el contenido de humedad en los gases de escape en kg de agua/

kg de combustible? e. Aproximadamente, cuál es el poder calorífico inferior de este carbón en

kJ/kg? Considere aire seco.