Um vaso de pressão rígido. fechado, contém inicialmente uma mistura gasosa de 1 kmol de pentano C 3 H 8 e 1.50 so de ar teórico a 25 ∘ C . 1 atm. Se a mistura queima completamente, determine a temperatura de chama adiabática.

Passo 1

Temos o gás pentano C3 H8 (g) a 25∘ C entra em um vaso de pressão isolado com o ar entrando a 25∘ C, 1 atm. O volume de controle mostrado está em estado estacionário. O ar de combustão e os produtos de combustão podem ser cortados como misturas de gases idênticos

C 3 H 8 + 5 O 2 + 3.76 → 3 C O 2 + 4 H 2 0 + ( 5 ) ( 3.76 ) N 2

c 3 H 8 + 5 n 0 2 + 3.76 m 2 → 3 C O 2 + 4 H 2 O + 5 ( n - 1 ) O 2 + 18.8 n N 2

0 = h - f 0 C 3 H 0 - 3 h - f ∘ + Δ h c O 2 - 4   h ~ f 0 + Δ h - H 20 - s ( n - 1 ) [ Δ h - ] 0 2 - [ Δ h - ] N 2 (1)

Ou 0 = - h f 0 c 3 1 + g - 3 T f 0 + h - T 3 - h - ( 28 ) C θ 2 - 4 f h - f 0 + h - T 3 - h - ( 298 ) H 2 0

- 5 ( n - 1 ) T 3 T 3 - h - ( 2 π r ) 0 2 - 18 . s n ⁡ h - T 3 - h - ( 248 ) μ 2

3 h → C O 2 T 3 + 4 h - H 20 T 3 + 5 ( n - 1 ) h - o 2 T 2 + + 18.8 n h - N 2 T 3 = h - f c 3 H 8 - 3 h - f 0 - h - ( 298 ) c o 2 - 4 h - f 0 - ħ ( 298 ) H 2 0 + 5 ( n - 1 ) - h - o 2 ( 298 ) + 18.8 n h - N 2 ( 298 )

3 h - c o 2 T 3 + 4 h - H 2 0 T 3 + 5 ( n - 1 ) h - θ 2 T 3 + 5 ( n - 1 ) h - o 2 T 3 + 18.8 n h - μ 2 T 3 = - 103,852 - 3 [ - 393,520 - 9364 ] - 4 [ - 241,820 - 9904 ] -

5 ( n - 1 ) ( 8682 ) - 18.8 n ( 8669 )

3 h - c o s ⁡ T 3 + 4 h - H 2 0 T 3 + S ( n - 1 ) h - 0 T 3 + 18 . s i n h ⁡ N 2 T 3 = 2,111,698 + 43,410 ( n - 1 ) + 162,977 n

Passo 2

Cálculo da amostra. Usando dados da Tabela A-23 para o caso n = 1.2 , temos  T 3 = 2125 K .

Os dados para o gráfico necessário são obtidos usando 1 T , da seguinte forma:

n = 120 / / %   a r  te ó rica

Resultado para n = 120 %

T 3 = 2124   K

O excesso de ar leva a mais O2 e N2 nos produtos, reduzindo assim a temperatura adiabática da chama, conforme esperado.

Resposta

T 3 = 2124   K

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