Sobre o tema
A combustão completa de hidrocarbonetos é fundamental em termelétricas, onde o excesso de oxigênio nos gases de exaustão indica a eficiência da queima. Este problema envolve uma mistura equimolar de n-propano e 2-metil-propano (isobutano) queimada com ar atmosférico. Sabendo que o teor de O2 nos gases de exaustão é 3% em mol, calcula-se a razão ar/combustível em massa. A resolução requer balanços estequiométricos das reações de combustão e o uso da composição do ar (79% N2, 21% O2). Conceitos como excesso de ar, estequiometria e análise de gases são aplicados para determinar a vazão de ar necessária para 1000 mol/s de combustível.
Tópicos relacionados
- Combustão completa de hidrocarbonetos
- Cálculo de excesso de ar
- Razão ar/combustível em massa
- Análise de gases de exaustão
- Estequiometria de reações de combustão
Enunciado
Um combustivel formado por uma mistura equimolar de n-propano e 2-metil-propano alimenta a fornalha de uma usina termeletrica, na qual ocorre sua combustao total na presenca de ar. Um sensor posicionado na chamine dessa fornalha detecta a presenca de 3% em mol de oxigenio nos gases de exaustao.
Calcule a razao ar/combustivel, em proporcao massica, para uma alimentacao de 1000 mol/s desse combustivel, com a fornalha operando sob essa condicao.
Dado: composicao molar do ar atmosferico: 79% de N2 e 21% de O2.
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Perguntas frequentes
O que é a razão ar/combustível?
É a relação entre a massa de ar e a massa de combustível fornecida ao processo de combustão. Pode ser expressa em base molar ou mássica e é fundamental para controle de eficiência e emissões.
Como o excesso de oxigênio nos gases de exaustão é usado no cálculo?
O percentual de O2 nos gases de exaustão indica o excesso de ar fornecido. A partir da estequiometria, calcula-se o oxigênio teórico necessário e, com a fração molar de O2 residual, determina-se o oxigênio real e, consequentemente, o ar total.
Por que a análise de gases de exaustão é frequentemente feita em base seca?
Em muitos processos, a água é removida antes da análise para evitar condensação e simplificar medições. A base seca considera apenas CO2, O2 e N2, desconsiderando o vapor d'água.
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