Liquid octane
enters the combustion chamber of a gas turbine steadily at 1 atm and
, and it is burned with air that enters the combustion chamber at the same state. Determine the adiabatic flame temperature for a complete combustion at
theoretical air given 1 kmol octane. Assume constant heat capacities 45, 35, 30, and
, for
, and
, respectively.
Passo 1
O enunciado pede a temperatura adiabática de chama (
) para a queima completa de 1 kmol de octano líquido (
₈) com 400 % do ar teórico, sabendo que todos os fluxos entram a 1 atm e
C e que a combustão é adiabática. O conteúdo é balanço de energia (entalpia) em processo adiabático:
– reação estequiométrica para achar o ar teórico;
– composição dos produtos em excesso de ar;
– balanço de entalpia: entalpia dos reagentes a C + calor de reação = entalpia dos produtos a
;
– para aplicar o balanço, precisamos das entalpias de formação padrão a C de
₈(l), C
(g) e
O(g) (e cp constantes dadas para elevar de temperatura).
– reação estequiométrica para achar o ar teórico;
– composição dos produtos em excesso de ar;
– balanço de entalpia: entalpia dos reagentes a
– para aplicar o balanço, precisamos das entalpias de formação padrão a
Passo 2
Estequiometria da reação de combustão perfeita:
Cada átomo C requer 1 mol de
, cada 2 H requer 1 mol de
. Logo
Ar teórico (mol
/
{,}76):
Passo 3
Com 400 % de ar teórico usamos
mol de
e
mol de
. Na reação os 17 mol de
são consumidos, restam 51 mol de
não reagidos. Portanto, produtos são:
8 mol C , 9 mol
O, 51 mol
e 255,68 mol
.
8 mol C
Passo 4
Balanço de entalpia adiabático (ΔH
):
Para computar
precisamos das entalpias padrão de formação a
C de
₈(l), C
(g) e
O(g). Sem esses valores numéricos não podemos fechar o balanço e determinar
.
Passo 5
Conclusão: falta a entalpia padrão de formação dos reagentes e produtos para calcular o calor de reação em
C. Sem esses dados não é possível determinar numericamente a temperatura adiabática de chama, mesmo conhecendo os
.
Resposta
Não é possível calcular
pois faltam as entalpias padrão de formação de
,
e
, que são essenciais para obter o calor liberado na combustão.