Con el propósito de facilitar el cálculo tanto del exceso de aire, como de la temperatura 'adiabática' de una
reacción de combustión de un hidrocarburo, se consideran los ejemplos 11.9 & 11.10 del capítulo correspondiente
de Keith Sherwin. Estos ejemplos se resuelven con el programa EES (TermoExeL) de acuerdo con lo ilustrado
en la sesión de clase.
Vale la pena aclarar que para el caso del ejemplo 11.9, se considera que el combustible es octano (como en 11.10)
en vez de butano (como está resuelto en el libro). Esto con el fin de ilustrar la solución de ambos ejemplos con un
solo archivo de EES.
Tomando en cuenta el equilibrio de la ecuación de reacción estequeométrica del octano que ahí se ejemplifica:
C_8 H_18 + 12.5 ( O_2 + 3.76 N_2 ) <--> 8 CO_2 + 9 H_2 O + 12.5*3.76 N_2
Considerando un exceso de aire X [en porcentaje], la ecuación previa se puede expresar,
C_8 H_18 + 12.5 { 1 + X/100 } ( O_2 + 3.76 N_2 ) <--> 8 CO_2 + 9 H_2 O + 12.5*3.76 { 1 + X/100 } N_2 + 12.5 { X/100 } O_2
Nótese que se agrega el último término porque no se 'consume' todo el oxígeno que se aporta en los Reactivos.
Como se requiere la Temperatura Adiabática de los Productos, entonces:
H_R = H_P
y para determinar la Temperatura de éstos, se prescribe (en EES) la entalpía de cada componente con T como incógnita, e.g.
enthalpy(CO2,T=T)
Con las 3 líneas de código en EES (anexo) se resuelve la temperatura de los Productos.
Para resolver el ejemplo 11.9, considerando el mismo combustible, solo hay que 'quitar' los corchetes de las siguientes líneas,
{
T=1200
x/100=A\F/stoiA\F-1
stoiA\F=15
}
donde se ha supuesto que la razón aire combustible estequeométrica es 15.
El programa arroja X = 227 & A\F = 49 para octano con T_aire = 298 K
& X = 433 & A\F = 80 para octano con T_aire = 600 K