14.53 Uma câmara de combustão adiabática, que opera em regime permanente, é alimentada com gás pentano e ar atmosférico. A temperatura e a pressão
na seção de alimentação do combustível são iguais a
e 150 kPa . O excesso de ar utilizado na combustão do pentano é tal que a temperatura dos produtos de combustão na seção de descarga da câmara é igual a 1800 K . Sabendo que a temperatura e a pressão na seção de alimentação de ar são iguais a 500 K e 150 kPa , determine o excesso de ar utilizado na combustão e a irreversibilidade do processo por kmol de pentano queimado.
na seção de alimentação do combustível são iguais a
Passo 1
O enunciado descreve uma câmara de combustão adiabática em regime permanente que queima 1 kmol de pentano
com uma certa razão de ar em excesso
.
Na entrada, o pentano está a e
e o ar a
e
.
Na saída, todos os gases estão a .
Precisaríamos aplicar
Na entrada, o pentano está a
Na saída, todos os gases estão a
Precisaríamos aplicar
- balanço de energia:
onde
kmol de ar por kmol de pentano,
2. cálculo da irreversibilidade via geração de entropia e .
2. cálculo da irreversibilidade via geração de entropia e
Passo 2
Para determinar
e a irreversibilidade por kmol de pentano, seria necessário conhecer
– as entalpias de formação padrão do pentano, C
,
O, etc.;
– as capacidades caloríficas de cada componente entre 298 K e 1800 K;
– a entropia padrão e as variações de entropia com a temperatura.
– as entalpias de formação padrão
– as capacidades caloríficas
– a entropia padrão e as variações de entropia com a temperatura.
Passo 3
O enunciado não fornece nem tabelas de entalpias de formação nem expressões ou valores de
e entropias para os gases.
Resposta
Não é possível resolver numericamente pois faltam os dados termodinâmicos (entalpias de formação e capacidades caloríficas) necessários para calcular o excesso de ar e a irreversibilidade.