Problemas de Balanço de Energia
Uma mistura com a seguinte composição volumétrica CO2 – 10%, CO – 40%, Ar – 50%, está
encerrada num reservatório rígido à temperatura inicial de 30ºC e procede-se à sua ignição
provocando uma faísca.
a) Desprezando a dissociação, calcule a composição molar final
b) Calcule a temperatura final considerando o reservatório como isolado.
O poder calorífico superior a volume constante do petróleo com análise elementar (mássica) de
86% de carbono e 14% de hidrogénio tem o valor determinado experimentalmente de 46890 kJ/kg.
Calcular os outros valores de poder calorífico.
Heptano líquido (C7H16) é queimado adiabáticamente numa fornalha com ar em proporções
estequiométricas. Se a temperatura inicial do combustível e do ar for 15ºC, calcular a temperatura
final dos produtos. O calor específico do heptano líquido é 2,3 kJ/kgK. Repetir o cálculo
considerando excesso de ar de 10% e 10% de perda de calor.
Uma estação de produção de biogás a partir de resíduos orgânicos, produz uma mistura de metano
e anidrido carbónico com a seguinte composição volumétrica: CH4=60%, CO2=40%.
Calcule a temperatura teórica máxima que se pode atingir na combustão deste combustível com
oxigénio, sendo a proporção gás oxigénio correspondente a 5% de excesso de oxigénio. A câmara
de combustão pode considerar-se adiabática, os reagentes entram a 25ºC e a pressão pode ser
considerada como constante e igual à atmosférica.
Calcule novamente a temperatura máxima teórica, considerando agora dissociação.
O ensaio de um gerador de vapor forneceu os resultados seguintes:
Composição volumétrica dos produtos de combustão: 12,1% CO2; 3,7% O2, 0.1% CO
Temperatura dos fumosà saída da caldeira:
347ºC
Temperatura da água de alimentação:
200ºC
Condições do vapor à saída:
16 MPa, 570ºC
Caudal de vapor:
453 kg/s
Composição do combustível aproximada:
C12H26
Poder calorífico superior do combustível:
47047 kJ/kg
Temperatura do ar ambiente:
25ºC
Temperatura de entrada do ar após os AAR
227ºC
Temperatura de entrada do combustível:
25ºC (Líquido)
Determine:
a) O excesso de ar
b) O rendimento térmico do gerador de vapor com os aquecedores de ar regenerativos (AAR)
Problema de Equilíbrio Químico
A reacção de formação do monóxido de azoto é: ½ O2+½ N2ÅÆ NO
a) Determine a fracção molar de NO a 1 bar e 2100ºC no equilíbrio, numa mistura com a
composição inicial de 3N2+1O2.
b) Se a oxidação se realizar num motor de combustão interna à pressão de 10 bar, calcule a
variação de composição, admitindo todas as outras condições constantes. Justifique.