de monóxido de carbono disponível a 500 K são queimados completamente com
de excesso de ar que está a temperatura de 300 K . Os gases da combustão saem da câmara de combustão a 600 K e pressão atmosférica. Calcule a taxa de energia térmica liberada no interior da câmara de combustão. Considere o ar com 20% de O2. (Resp.:
).
c | c | c | c |
---|---|---|---|
Temp, K | CO |
|
|
300 | - | 54 | 54 |
500 | 5931 | - | - |
600 | 8942 | 9244 | 8894 |
Passo 1
O enunciado pede a taxa de energia térmica liberada quando
\ kmol/h de CO a
,K queimam com
de excesso de ar a
,K, saindo os gases a
,K. O conteúdo é balanço de energia em reação com ar (composição:
molar de O
,
de N
). Vamos precisar de:\r
- Estequiometria da reação e vazões molares de entrada e saída.\r
- Entalpias de formação a
,K e entalpias sensíveis de cada espécie.\r - Balanço de entalpia: \r
Passo 2
Reação global por kmol de CO:\r
Para
kmol/h de CO o O
estequiométrico é
kmol/h. Com
de excesso, entra
kmol/h de O
. Como o ar é
O
, a vazão de ar é\r
logo
inerte
\ kmol/h. Na saída (600 K) temos:\r
• :
kmol/h
• O não reagido:
kmol/h
• N :
kmol/h
•
• O
• N
Passo 3
Usamos entalpias de formação a
,K e entalpias sensíveis (tabela):\r
, \r
, \r
(kJ/kmol). \r
Entalpias sensíveis em kJ/kmol:\r
• CO a 500 K:
• O a 300 K:
• N a 300 K:
• CO a 600 K:
(tabela suplementar)
• O a 600 K:
• N a 600 K:
\r
\r
O balanço por kmol de CO é\r
Entalpias sensíveis
• CO a 500 K:
• O
• N
• CO
• O
• N
\r
O balanço por kmol de CO é\r
Passo 4
Calculando cada soma:\r
Logo\r
Passo 5
Para
kmol/h de CO:\r
Convertendo para MW:\r
Resposta
(-253906 kJ/kmol CO; –70,5 MW)