Análisis 66: Horno industrial con análisis de entropía e irreversibilidad

Una mezcla volumétrica gaseosa es quemada en un horno industrial. El coeficiente de exceso de aire es del 25 %. La temperatura de los productos es de 260 ºC. Si los reactivos entran a 25 ºC y 100 kPa.

• CH₄ --> 72.2 %

• C₂H₆ --> 22.6 %

• CO₂ --> 2.4 %

• N₂ --> 1.6 %

• He --> 1.2 %

Determinar:

1. Volumen de productos por cada kg de combustible

2. kg de productos por cada kg de combustible

3. Eficiencia térmica del horno

4. Análisis de entropía: Irreversibilidad

5. Diagrama de Grassmann

6. Si se produce la disociación: CO₂ CO + 0.5 O₂ y H₂O H₂ + 0.5 O₂, representar la evolución del grado de disociación frente a la temperatura y la presión de equilibrio

El volumen de gases de combustión por kg de combustible es 31.6327 Nm³/kg fuel.

La masa de gases de combustión por kg de combustible es 20.2507 kg/kg fuel.

Disociación química:

Definimos el equilibrio químico como un estado en el que la velocidad de la reacción directa es igual a la velocidad de la reacción inversa. En otras palabras, podemos decir que se refiere al estado de un sistema en el que la concentración de los reactivos y la concentración de los productos no cambian con el tiempo. Después de eso, el sistema no mostrará más cambios en sus propiedades y se considera inalterado.

Grado de disociación es la relación entre el compuesto disociado y la cantidad total de compuesto presente en el disolvente. Si el grado de disociación es 1 implica que el compuesto se ha disuelto y disociado completamente en el disolvente.