SOLUCIÓN AL PROBLEMA 4.1

BALANCE DE MATERIA (base de cálculo: 100 mol de mezcla combustible quemada):

ENTRADAS:

a) Gas combustible:

Sustancia	CH4	C2H6	C3H8	C4H10	Subtotal.
mol	40	10	20	30	100
masa (g)	640	300	880	1740	3560
% molar	40	10	20	30	100

b) Aire:

Sustancia	O2	N2	Subtotal	O2 teórico
mol	451	1696,62	2147,62	410
masa (g)	14432	47505,33	61937,33
% molar	21	79	100

SALIDAS:

a) Gases de de combustión:

Sustancia	CO2	H2O	O2	N2	Total
mol	240	340	41	1696,62	2317,62
masa (g)	10560	6120	1312	47505,33	65497,33
% molar	10,36	14,67	1,77	72,21	100
	12,14		2,07	85,79	100

BALANCE DE ENERGÍA (temperatura base: 25ºC, agua vapor a su P_vapor):

Ecuación base: Q = DH_reactivos + H_productos - H_reactivos

1.- Cálculo de H_reactivos: H_reactivos = Haire + Hgas

i) H_aire: H_aire = n x C_p x (T_e - T₀)

T_e = 25ºC; T₀ = 25ºC

Sustancia	Cp (kJ/mol ºC)	H (kJ)
O2	29,39	0
N2	29,06	0

H_aire = 0 kJ

ii) H_gas: H_gas = n x C_p x (T_e - T₀)

T_e = 25ºC; T₀ = 25ºC

Sustancia	CH4	C2H6	C3H8	C4H10
Cp (kJ/mol· ºC)	35,68	52,81	73,60	99,17
H (kJ)	0	0	0	0

H_gas = 0 kJ

Luego: H_reactivos = 0 kJ

2.- Cálculo de DH_reactivos: DH_reactivos = SDH_fprod - SDH_freac

DH_reac = -174487 kJ

3.- Cálculo del H_productos:

Como Q = 0, entonces: H_prod = 174487 kJ

4.- Cálculo de la temperatura de la flama: T_f = 25 + H_prod/(Sn x C_p) siendo el sumatorio para los productos.

T_f = 2059 ºC