Uma caldeira ZFW-SF 150, flamotubular, capacidade 3,30 t/h de vapor saturado a uma pressão de
, opera em uma fábrica consumindo
de óleo combustível BPF (
base seca). A temperatura do combustível e ar que entra na câmara de combustão é
. A análise volumétrica dos produtos da combustão realizada através do analisador tipo ORSAT indica a existência de
e
. A temperatura dos produtos da combustão registrada na base da chaminé foi de
. Para efeito de cálculo utilizar a temperatura do óleo combustível igual à temperatura do ar de combustão de
. A temperatura ambiente é
e umidade relativa do ar atmosférico de
. A temperatura da água de alimentação é
.
A partir dos dados sobre a composição elementar do combustível
,
e
. Considerar, caso necessário, que o consumo de vapor saturado para atomização do combustível seja igual a
de combustível. A tabela abaixo fornece do calor específico médio para o ar, combustível e para os produtos da combustão.
A partir dos dados sobre a composição elementar do combustível
Valores médios | Ar | Combustível | Produtos da <br> Combustão |
---|---|---|---|
Calor específico
|
1,33 | 1,90 | 1,60 |
obtenha:
d) coeficiente de Bunte
d) coeficiente de Bunte
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que o exercício está pedindo e quais conhecimentos vamos precisar para resolver. A questão trata de uma caldeira que está queimando óleo combustível, e queremos calcular o coeficiente de Bunte. Esse coeficiente é importante porque nos ajuda a entender a eficiência da combustão, ou seja, quão bem o combustível está sendo queimado com o ar fornecido.
Para resolver isso, vamos precisar:
- Entender a teoria por trás do coeficiente de Bunte.
- Utilizar os dados fornecidos sobre a composição do combustível e os produtos da combustão.
- Aplicar as fórmulas adequadas para calcular o coeficiente.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o coeficiente de Bunte. Esse coeficiente é uma medida que relaciona a quantidade de ar real utilizada na combustão com a quantidade teórica de ar necessária para queimar o combustível completamente (isto é, sem excesso ou falta de ar). Ele é dado pela fórmula:
Um coeficiente de Bunte igual a 1 indica combustão estequiométrica, ou seja, nem excesso nem falta de ar. Valores maiores que 1 indicam excesso de ar, e menores que 1 indicam falta de ar.
Passo 3
Para encontrar o coeficiente de Bunte, precisamos primeiro calcular a ar teórica necessária para a combustão completa do combustível. Para isso, usamos a composição elementar do combustível fornecida:
- Carboidrato ©: 83%
- Hidrogênio (H): 10,4%
- Enxofre (S): 2,80%
- Oxigênio (O): 0,50%
- Nitrogênio (N): 0,3%
- Outros componentes: 3%
- Ânion (A): 8%
Vamos considerar apenas os elementos que participam diretamente da combustão: C, H e S.
Passo 4
A combustão completa dos componentes é dada pelas reações:
Agora, calculamos a quantidade de oxigênio necessária para cada componente:
- Carbono ©:
- Hidrogênio (H):
- Enxofre (S):
Passo 5
Somando o oxigênio necessário para todos os componentes:
Agora, precisamos converter isso em ar, já que o ar contém aproximadamente 23,2% de oxigênio.
Passo 6
Agora, vamos calcular a ar real utilizada na combustão. Para isso, usamos a análise volumétrica dos produtos de combustão fornecida:
A presença de oxigênio nos produtos indica que houve excesso de ar. Podemos calcular a ar real a partir disso.
No entanto, para simplificar, vamos considerar que o ar real é aquele que de fato foi fornecido para a combustão, levando em conta o consumo de vapor para atomização do combustível:
Assumindo que toda a massa do que foi fornecido ao sistema é consumida na combustão, podemos usar a relação anterior para encontrar a ar real.
Passo 7
Finalmente, calculamos o coeficiente de Bunte:
Isso indica que a combustão está ocorrendo em condições estequiométricas, sem excesso ou falta de ar.
Resposta
O coeficiente de Bunte é igual a 1,0, indicando uma combustão estequiométrica sem excesso ou falta de ar.