Pedro G. Vicente Quiles Área de Máquinas y Motores Térmicos Departamento de Ingeniería de Sistemas Industriales Universidad Miguel Hernández

Transcripción

1 1 Clasificación de los combustibles 2 Combustibles líquidos y gaseosos 3 Propiedades de los combustibles 4 Aire de combustión y humos 5 Combustión completa 6 Temperatura de rocío de los humos 7 Combustión incompleta. Diagramas de Ostwald y Bunte Pedro G. Vicente Quiles Área de Máquinas y Motores Térmicos Departamento de Ingeniería de Sistemas Industriales Universidad Miguel Hernández AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [1/38]

2 Introducción Los combustibles suponen actualmente el 80% de la energía primaria consumida en España Consumos de energía primaria mediante combustibles en España: 52 % petróleo, 13 % gas natural y 15 % carbón. Consumos de energía final mediante combustibles en España: 61 % derivados del petróleo, 14 % gas natural y 3 % carbón. En el año 2000, el 65 % de la energía final consumida por la industria española fue a partir de combustibles: Consumos industriales de combustibles: 24 % productos petrolíferos, 38 % gas natural y 3 % carbón. Además la industria consume el 30 % de la energía eléctrica, (60 % producida en centrales térmicas que queman combustibles fósiles). AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [2/38]

3 Clasificación de los combustibles TIPO COMB. NATURALES COMB. ARTIFICIALES Sólido Biomasa (madera, res. vegetales) Coque y menudos de coque Turbas Alquitrán de carbón Lignitos Carbón molido/pulverizado Hullas Carbón vegetal Antracitas Corteza, serrín, etc. Briquetas y aglomerados Líquido Crudo de petróleo Gasolina Keroseno Gasóleos A, B y C Fuelóleos n 1, n 2, y BIA Gaseoso Gas natural Gas de refinería Gas de horno de coque y alto Gas pobre, gas de agua Gas de gasógeno Gas de regenerador G.L.P. s (butano, propano) AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [3/38]

4 Poder Calorífico de los combustibles El Poder Calorífico es el calor cedido por unidad de combustible. Poder calorífico superior (PCS). Es el poder calorífico determinado en un calorímetro, donde el vapor de agua producido en la combustión se condensa cediendo aproximadamente 2510 kj/kg, 600 kcal/kg. Poder calorífico inferior (PCI). Es el poder calorífico determinado en un calorímetro, donde el vapor de agua no condensa. Este poder calorífico se emplea normalmente en aplicaciones como calderas u hornos donde la temperaturas de los gases de escape suele estar por encima de 150 C y el vapor de agua no condensa. AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [4/38]

5 Parámetros físicos de la combustión Temperatura de inflamación Es la temperatura del combustible a la que se inflaman por primera vez los vapores emitidos por el combustible al ponerse en contacto con una llama. Temperatura de combustión Es la temperatura del combustible, superior a la de inflamación a la que se produce la combustión de los vapores del combustible, al menos durante 5 segundos, al ponerse en contacto con una llama. Límites de inflamabilidad Proporciones relativas de combustible y comburente deben estar cercanas a la relación de la proporción estequiométrica. Siendo L el porcentaje de combustible en la mezcla combustible comburente, se define: Límite inferior de inflamación L i, por debajo del cual no existe suficiente combustible para realizarse la combustión. Límite superior de inflamación L s, por encima del cual no existe suficiente comburente. Por tanto la combustión únicamente se realiza si L i < L < L s. Los de inflamabilidad dependen de la temperatura y presión de la mezcla así como de la presencia de gases inertes y vapor de agua. AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [5/38]

6 Combustibles líquidos: Gasóleos y Fuelóleos Gasóleo A. Carburante indicado para la utilización en los motores diésel de combustión interna (automóviles y vehículos industriales). Este gasóleo soporta unos impuestos elevados. Gasóleo B. Carburante indicado para tractores y máquinas que utilizan los profesionales del campo así como para combustible en embarcaciones dedicadas a las labores de pesca. Gasóleo C. Carburante para calefacción. Indicado asimismo para aplicaciones industriales. Fuelóleo n 1. Fuelóleo con una viscosidad cinemática a 100 C de 25 mm 2 /s y un contenido máximo de azufre del 2,7 %. Se comercializa asimismo con la etiqueta BIA que supone limitar el contenido de azufre al 1 %. Fuelóleo n o 2. Fuelóleo con una viscosidad cinemática a 100 C de 37 mm 2 /s y un contenido máximo de azufre del 3,5 %. AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [6/38]

7 Composición de los combustibles líquidos Composición en peso de combustibles líquidos comerciales ( % peso). Composición Gasóleo C Fuelóleo n o 1 Fuelóleo n o 2 Carbono C 86,0 % 84,6 % 83,7 % Hidrógeno H 11,1 % 9,70 % 9,2 % Nitrógeno N 1 % 1 % 1 % Azufre S 0,8 % 2,7 % 3,6 % Agua H 2 O 1 % 1,5 % 2 % Cenizas 0,1 % 0,5 % 0,5 % AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [7/38]

8 Propiedades de los combustibles líquidos CARACTERÍSTICA Ud. GASÓLEO GASÓLEO GASÓLEO FUELÓLEO FUELÓLEO A B C n o 1 BIA n o 2 Índice de cetano mínimo 46,0 mínimo 46, Número de cetano, aditivado mínimo 51,0 mínimo 49, Densidad a 15ºC kg/m 3 mínimo 820 mínimo máximo 845 máximo 880 máximo Contenido de azufre % peso máximo 0,35 máximo 2,0 máximo 2,0 máximo 1,0 máximo 3,5 Destilación (4): % recogido ºC mínimo 250 mínimo 250 mínimo % recogido ºC máximo máximo % recogido ºC - máximo % recogido ºC máximo 360 máximo 370 anotar - - Viscosidad cinemática a 40ºC mm 2 /s mínimo 2,00 mínimo 2, máximo 4,50 máximo 4,50 máximo 7,0 - - Viscosidad cinemática a 100ºC mm 2 /s máximo 25 máximo 37 Punto de inflamación ºC superior a 55 superior a 55 superior a 60 superior a 65 superior a 65 Residuo carbonoso (sobre 10% final dest.) % m/m máximo 0,3 máximo 0,3 máximo 0, Agua mg/kg máximo 200 máximo Agua y sedimentos % V/V - - máximo 0,1 - - Partículas sólidas mg/kg máximo 24 máximo Contenido de cenizas % m/m máximo 0,01 máximo 0, Color (escala ASTM) máximo (2) máximo (6) coloreado negro negro Transparencia y brillo cumple cumple cumple - - Poder Calofífico Superior mínima kj/kg Poder Calofífico Inferior mínima kj/kg AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [8/38]

9 Combustibles gaseosos: GLP s y gas natural GLP s. En aplicaciones industriales se emplea principalmente el propano comercial constituido por: C 3 H 8 (92 %), butano C 4 H 10 (4 %), etano C 2 H 6 (2 %) y nitrógeno N (2 %). Los consumos de este producto se reparten en distribución a granel (30%) y envasado (70%). Gas natural. Constituido por: propano C 3 H 8 (2,4 %), butano C 4 H 10 (1 %), etano C 2 H 6 (7,6 %), metano CH 4 (86 %), y nitrógeno N (3 %). El gas natural presenta la ventaja de carecer prácticamente de resíduos. El suministro de gas natural se realiza canalizado donde únicamente de debe instalar una estación de regulación y medida (ERM), evitándose la instalación de depósitos de almacenamiento. Desarrollo de infraestructuras de transporte y distribución. Sustitución de combustibles en industriales y centrales térmicas. Construcción de una gran cantidad de nuevas centrales de ciclo combinado. AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [9/38]

10 Composición de los combustibles gaseosos Composición en volumen de combustibles gaseosos comerciales ( % vol). Composición Propano Gas Natural Metano CH 4-86 % Etano C 2 H 6 2,0 % 7,6 % Propano C 3 H 8 92,0 % 2,4 % Butano C 4 H 10 4,0 % 1,0 % Nitrógeno N 2 2,0 % 3,0 % AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [10/38]

11 Fenómeno de la combustión La combustión es una reacción química exotérmica de oxidación-reducción entre dos o más sustancias. Se produce una ruptura de los enlaces de las moléculas de los reactivos y los átomos y electrones se reagrupan para formar los productos. Se trata de una oxidación rápida de los elementos reactivos del combustible produciéndose una liberalización rápida de la energía, manifestándose en forma de llama. Reactivos: Combustible es la sustancia reductora de la combustión. Comburente es la sustancia oxidante de la combustión (oxígeno contenido en el aire: 23% en peso y 21% en volumen). Productos: CO 2, CO, H 2 O, SO 2 AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [11/38]

12 Fenómeno de la combustión Las reacciones químicas que se emplean para análisis prácticos de la combustión completa de un combustible con aire son las siguientes: C+(O 2 + 3,76N 2 ) CO 2 + 3,76N 2 CO+1/2(O 2 + 3,76N 2 ) CO 2 + 3,76/2N 2 H 2 + 1/2(O 2 + 3,76N 2 ) H 2 O+3,76/2N 2 S+(O 2 + 3,76N 2 ) SO 2 + 3,76N 2 C a H b +(a+b/4)(o 2 + 3,76N 2 ) aco 2 + b/2h 2 O+(a+b/4)3,76N 2 El análisis de la combustión se diferencia en Combustibles gaseosos: Composición en tanto por uno en volumen (o molar) de hidrógeno [H 2 ], anhídrido carbónico [CO], nitrógeno [N 2 ] hidrocarburos [C ai H bi ], y agua [H 2 O]. Combustibles sólidos y líquidos: Composición en tanto por uno en peso de carbono P C, hidrógeno P H2, oxígeno P O2, azufre P S, agua P W y cenizas P A. AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [12/38]

13 Reacciones de la combustión Las reacciones químicas que se emplean para análisis prácticos de la combustión completa de un combustible con aire son las siguientes: C+(O 2 + 3,76N 2 ) CO 2 + 3,76N 2 CO+1/2(O 2 + 3,76N 2 ) CO 2 + 3,76/2N 2 H 2 + 1/2(O 2 + 3,76N 2 ) H 2 O+3,76/2N 2 S+(O 2 + 3,76N 2 ) SO 2 + 3,76N 2 C a H b +(a+b/4)(o 2 + 3,76N 2 ) aco 2 + b/2h 2 O+(a+b/4)3,76N 2 El análisis de la combustión se diferencia en Combustibles sólidos y líquidos: Composición en tanto por uno en peso de carbono P C, hidrógeno P H2, oxígeno P O2, azufre P S, agua P W y cenizas P A. Combustibles gaseosos: Composición en tanto por uno en volumen (o molar) de hidrógeno [H 2 ], anhídrido carbónico [CO], nitrógeno [N 2 ] hidrocarburos [C ai H bi ], y agua [H 2 O]. AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [13/38]

14 Parámetros para relación aire-combustible Exceso de aire. Exceso de aire = V Areal V Amin ó m Areal m Amin Coeficiente de exceso de aire n n = V Areal V Amin ó m Areal m Amin Relación aire-combustible F F = V A V f ó m A m f Dosado. Es la relación combustible-aire 1/F Dosado = 1 F = V f V A ó m f m A Dosado relativo φ φ = 1 n = V Amin ó m Amin V Areal m Areal AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [14/38]

15 Combustibles Gaseosos COMBUSTIÓN DE UN HIDROCARBURO C a H b +(a+b/4)o 2 + 3,76(a+b/4)N 2 aco2+b/2h 2 O+3,76(a+b/4)N 2 Volumen de oxígeno mínimo teórico o estequiométrico: V O2 mín = (a+0,25b) m 3 N/m 3 N de combustible Volumen de aire mínimo teórico o estequiométrico: V A mín = V O2 mín/0,21 m 3 N/m 3 N de combustible Masa de oxígeno mínimo teórico o estequiométrico: m O2 mín = V O2 mín 32 22,4 kg/m3 N de combustible Masa de aire mínimo teórico o estequiométrico: m A mín = m O2 mín/0,23 kg/m 3 N de combustible AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [15/38]

16 Combustibles Gaseosos COMBUSTIÓN DE UNA MEZCLA DE HIDROCARBUROS [H 2 ]H 2 + 1/2[H 2 ]O 2 [H 2 ]H 2 O [CO]CO+1/2[CO]O 2 [CO]CO 2 [C ai H bi ]C ai H bi +(a i + b i /4)[C ai H bi ]O 2 a i [C ai H bi ]CO 2 + b i /2[C ai H bi ]H 2 O % Volumen m 3 N/m 3 N kg/m 3 N CO 0,00 CO + 1/2O 2 = CO 2 0,00 0,00 H2 0,00 H 2 + 1/2O 2 = H 2 O 0,00 0,00 C 1 H 4 86,0 C 1 H 4 +2O 2 =CO 2 +2H 2 O 1,72 2,46 C 2 H 6 7,60 C 2 H 6 +3,5O 2 =2CO 2 +3H 2 O 0,27 0,38 C 3 H 8 2,40 C 3 H 8 +5O 2 =3CO 2 +4H 2 O 0,12 0,17 C 4 H 10 1,00 C 4 H 10 +6,5O 2 =4CO 2 +5H 2 O 0,07 0,09 N 2 3,00 0,00 0,00 Volumen de O 2 2,17 3,10 Volumen de Aire 10,34 13,33 AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [16/38]

17 Combustibles Gaseosos COMBUSTIÓN DE UNA MEZCLA DE HIDROCARBUROS [H 2 ]H 2 + 1/2[H 2 ]O 2 [H 2 ]H 2 O [CO]CO+1/2[CO]O 2 [CO]CO 2 [C ai H bi ]C ai H bi +(a i + b i /4)[C ai H bi ]O 2 a i [C ai H bi ]CO2+b i /2[C ai H bi ]H 2 O La composición de los humos resulta: V H2 O = [H 2 ]+b i /2[C ai H bi ], V CO2 = [CO]+a i [C ai H bi ]. V O2 humos = (n 1)V O2 mín, V N2 humos = nv O 2 mín+[n 2 ] AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [17/38]

18 Combustibles Gaseosos COMBUSTIÓN DE UNA MEZCLA DE HIDROCARBUROS CO 2 H 2 O N 2 O 2 TOT % Volumen CO 0,00 CO + 1/2O 2 = CO 2 0,00 H2 0,00 H 2 + 1/2O 2 = H 2 O 0,00 C 1 H 4 86,0 C 1 H 4 +2O2=CO 2 +2H 2 O 0,86 1,72 C 2 H 6 7,60 C 2 H 6 +3,5O2=2CO 2 +3H 2 O 0,15 0,23 C 3 H 8 2,40 C 3 H 8 +5O2=3CO 2 +4H 2 O 0,07 0,10 C 4 H 10 1,00 C 4 H 10 +6,5O2=4CO 2 +5H 2 O 0,04 0,05 N 2 3,00 0,03 N 2 Aire de Combustión (n=1,2) 9,80 O 2 Aire de Combustión (n=1,2) 0,43 Volumen de humos húmedos 1,12 2,09 9,83 0,43 13,48 Volumen de humos secos 1,12 0,00 9,83 0,43 11,38 El volumen de humos secos y de humos húmedos se calcula mediante: V HH = [H 2 ]+b i /2[C ai H bi ]+[CO]+a i [C ai H bi ]+[N 2 ]+((n 1)+79/21n) V O2 mín V HS = [CO]++a i [C ai H bi ]+[N 2 ]+((n 1)+79/21n) V O2 mín AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [18/38]

19 Combustibles líquidos y sólidos C+ O 2 CO 2 H 2 + 1/2O 2 H 2 O S+O 2 SO 2 P C C+ 32/12P C O 2 44/12P C CO 2 P H2 H /4P H2 O 2 18/2P H2 H 2 O P S S+32/32P S O 2 64/32P S SO 2 % Peso O 2 P C =86,0 86,00 C + O 2 = CO 2 2,29 P H2 =11,1 11,10 H 2 + 1/2O 2 = H 2 O 0,89 P S =0,8 0,80 S + O 2 = SO 2 0,01 P W =1 1,00 P A =0,1 0,10 Masa de O 2 kg/kg 3,19 Volumen de O 2 m 3 N/kg 2,23 Masa de Aire kg/kg 13,69 Volumen de Aire m 3 N/kg 10,64 MASA DE OXÍGENO MÍNIMO Y DE AIRE MÍNIMO: m O2 mín = ( 32PC P H P S 4 32 P O 2 1 m A mín = ,3 m O 2 mín AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [19/38] ) kg O 2 /kg de comb.

20 Combustibles líquidos y sólidos C+ O 2 CO 2 H 2 + 1/2O 2 H 2 O S+O 2 SO 2 P C C+ 32/12P C O 2 44/12P C CO 2 P H2 H /4P H2 O 2 18/2P H2 H 2 O P S S+32/32P S O 2 64/32P S SO 2 % Peso P C =86,0 86,00 C + O 2 = CO 2 kg/kg 3,153 CO 2 P H2 =11,1 11,10 H 2 + 1/2O 2 = H 2 O 0,999 H 2 O P S =0,8 0,80 S + O 2 = SO 2 0,016 SO 2 P N2 =1 1,00 0,010 N 2 P W =1 1,00 0,010 H 2 O P A =0,1 0,10 Aire de combustión, n=1 n=1 n=1,4 P O2 0,000 1,276 O 2 P N2 10,500 14,698 N 2 Masa de humos húmedos kg/kg 14,69 20,63 Masa de humos secos kg/kg 13,67 19,15 COMPOSICIÓN MÁSICA DE LOS HUMOS: m CO2 = 44P C 12, m H 2 O = 18P H 2 + P W, V SO2 = 64P S 2 32 m O2 humos = 0,233(n 1)m Amin, m N2 humos = 0,766nm Amin + P N2 AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [20/38]

21 Combustibles líquidos y sólidos C+ O 2 CO 2 H 2 + 1/2O 2 H 2 O S+O 2 SO 2 P C C+ 32/12P C O 2 44/12P C CO 2 P H2 H /4P H2 O 2 18/2P H2 H 2 O P S S+32/32P S O 2 64/32P S SO 2 % Peso m 3 N/kg P C =86,0 86,00 C + O 2 = CO 2 1,606 CO 2 P H2 =11,1 11,10 H 2 + 1/2O 2 = H 2 O 1,256 H 2 O P S =0,8 0,80 S + O 2 = SO 2 0,006 SO 2 P N2 =1 1,00 0,008 N 2 P W =1 1,00 0,013 H 2 O P A =0,1 0,10 Aire de combustión, n=1 n=1,4 P O2 0,000 0,894 O 2 P N2 8,404 11,774 N 2 Volumen de humos húmedos m 3 N/kg 11,28 15,53 Volumen de humos secos m 3 N/kg 10,02 14,28 COMPOSICIÓN VOLUMÉTRICA DE LOS HUMOS: V CO2 = 22,4 P C 12, V H 2 O = 22,4 P H ,4P W 18, V SO 2 = 22,4 P S 32 V O2 humos = (n 1)V O2 mín, V N2 humos = nv O 2 mín+22,4 P N 2 28 AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [21/38]

22 Temperatura de rocío de los humos En la combustión de un combustible se produce agua que, dada la alta temperatura de los gases de escape se encuentra en forma de vapor. La temperatura de rocío se determina a partir de la presión parcial del vapor de agua: p v = y v p donde p es la presión a la que se encuentran los humos e y v es la fracción molar o volumétrica del vapor de agua en los productos de combustión y v = V H 2 O V H V H 2 O y v =. V HS +V H2 O Temp ρ c p µ 10 3 k β 10 3 p v C kg/m 3 J/kg K kg/m s W/m K K 1 kpa 0 999, ,7910 0,5619 0,55 0, , ,3080 0,5820 0,082 1, , ,0030 0,5996 0,207 2, , ,7978 0,6150 0,306 4, , ,6531 0,6286 0,389 7, , ,5471 0,6405 0,462 12, , ,4668 0,6507 0, , ,4044 0,6594 0, , ,3550 0,6668 0, , ,3150 0,6727 0, , ,2822 0,6775 0, AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [22/38]

23 Combustión completa ANÁLISIS DE LA COMBUSTIÓN COMPLETA DEL FUELÓLEO nº1 Composición % Peso: P C =84,6; P H2 =9,7; P S =2,7; P W =1,5; P A =0,5 AIRE HUMOS SECOS H. HÚMEDOS (Densidad) % Vol. HUMOS SECOS COMPOSICIÓN HUMOS (kg/kg) n m 3 N/kg kg/kg m 3 N/kg kg/kg m 3 N/kg kg/kg kg/m 3 N CO 2 SO 2 O 2 N 2 CO 2 SO 2 H 2 O O 2 N 2 1,00 10,20 13,13 9,67 13,24 10,77 14,13 1,311 16,35 0,20 0,00 83,46 3,10 0,05 0,89 0,00 10,08 1,01 10,31 13,26 9,77 13,37 10,88 14,26 1,311 16,17 0,19 0,22 83,41 3,10 0,05 0,89 0,03 10,18 1,02 10,41 13,39 9,87 13,50 10,98 14,39 1,311 16,01 0,19 0,43 83,37 3,10 0,05 0,89 0,06 10,28 1,05 10,71 13,79 10,18 13,89 11,28 14,79 1,310 15,53 0,19 1,05 83,24 3,10 0,05 0,89 0,15 10,58 1,07 10,92 14,05 10,38 14,15 11,49 15,05 1,310 15,22 0,18 1,44 83,15 3,10 0,05 0,89 0,21 10,78 1,10 11,22 14,44 10,69 14,55 11,79 15,44 1,309 14,78 0,18 2,00 83,03 3,10 0,05 0,89 0,31 11,09 1,15 11,73 15,10 11,20 15,21 12,30 16,10 1,308 14,11 0,17 2,87 82,85 3,10 0,05 0,89 0,46 11,59 1,20 12,24 15,75 11,71 15,86 12,81 16,75 1,307 13,50 0,16 3,66 82,68 3,10 0,05 0,89 0,61 12,09 1,25 12,75 16,41 12,22 16,52 13,32 17,41 1,307 12,93 0,15 4,38 82,53 3,10 0,05 0,89 0,76 12,60 1,30 13,26 17,07 12,73 17,17 13,83 18,07 1,306 12,41 0,15 5,05 82,39 3,10 0,05 0,89 0,92 13,10 1,40 14,28 18,38 13,75 18,49 14,86 19,38 1,305 11,49 0,14 6,23 82,14 3,10 0,05 0,89 1,22 14,11 1,50 15,31 19,69 14,77 19,80 15,88 20,69 1,303 10,70 0,13 7,25 81,92 3,10 0,05 0,89 1,53 15,11 1,60 16,33 21,01 15,79 21,11 16,90 22,01 1,302 10,01 0,12 8,14 81,73 3,10 0,05 0,89 1,84 16,12 1,70 17,35 22,32 16,81 22,43 17,92 23,32 1,302 9,40 0,11 8,92 81,56 3,10 0,05 0,89 2,14 17,13 1,80 18,37 23,63 17,83 23,74 18,94 24,63 1,301 8,86 0,11 9,61 81,42 3,10 0,05 0,89 2,45 18,14 2,00 20,41 26,26 19,87 26,36 20,98 27,26 1,299 7,95 0,10 10,78 81,17 3,10 0,05 0,89 3,06 20,15 2,20 22,45 28,88 21,91 28,99 23,02 29,88 1,298 7,21 0,09 11,73 80,97 3,10 0,05 0,89 3,67 22,16 2,40 24,49 31,51 23,95 31,62 25,06 32,51 1,297 6,60 0,08 12,52 80,80 3,10 0,05 0,89 4,28 24,18 2,60 26,53 34,13 25,99 34,24 27,10 35,13 1,297 6,08 0,07 13,19 80,66 3,10 0,05 0,89 4,89 26,19 2,80 28,57 36,76 28,03 36,87 29,14 37,76 1,296 5,64 0,07 13,76 80,54 3,10 0,05 0,89 5,51 28,21 3,00 30,61 39,39 30,07 39,49 31,18 40,39 1,295 5,25 0,06 14,25 80,43 3,10 0,05 0,89 6,12 30,22 3,50 35,71 45,95 35,18 46,06 36,28 46,95 1,294 4,49 0,05 15,23 80,23 3,10 0,05 0,89 7,65 35,25 4,00 40,81 52,52 40,28 52,62 41,38 53,52 1,293 3,92 0,05 15,96 80,07 3,10 0,05 0,89 9,18 40,29 5,00 51,02 65,64 50,48 65,75 51,59 66,64 1,292 3,13 0,04 16,98 79,85 3,10 0,05 0,89 12,24 50,36 8,00 81,63 105,0 81,09 105,1 82,20 106,0 1,290 1,95 0,02 18,50 79,53 3,10 0,05 0,89 21,41 80,57 AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [23/38]

24 Combustión completa ANÁLISIS DE LA COMBUSTIÓN COMPLETA DEL FUELÓLEO nº2 Composición % Peso: P C =83,7; P H2 =9,2; P S =3,6; P W =2; P A =0,5 AIRE HUMOS SECOS H. HÚMEDOS (Densidad) % Vol. HUMOS SECOS COMPOSICIÓN HUMOS (kg/kg) n m 3 N/kg kg/kg m 3 N/kg kg/kg m 3 N/kg kg/kg kg/m 3 N CO 2 SO 2 O 2 N 2 CO 2 SO 2 H 2 O O 2 N 2 1,00 10,02 12,89 9,51 13,04 10,57 13,89 1,315 16,44 0,27 0,00 83,30 3,07 0,07 0,85 0,00 9,90 1,01 10,12 13,02 9,61 13,17 10,67 14,02 1,314 16,26 0,26 0,22 83,25 3,07 0,07 0,85 0,03 10,00 1,02 10,22 13,15 9,71 13,30 10,77 14,15 1,314 16,10 0,26 0,43 83,21 3,07 0,07 0,85 0,06 10,10 1,05 10,52 13,54 10,01 13,68 11,07 14,54 1,313 15,61 0,25 1,05 83,08 3,07 0,07 0,85 0,15 10,39 1,07 10,72 13,80 10,21 13,94 11,27 14,80 1,313 15,31 0,25 1,44 83,00 3,07 0,07 0,85 0,21 10,59 1,10 11,02 14,18 10,51 14,33 11,57 15,18 1,312 14,87 0,24 2,00 82,89 3,07 0,07 0,85 0,30 10,89 1,15 11,52 14,83 11,02 14,97 12,07 15,83 1,311 14,19 0,23 2,87 82,71 3,07 0,07 0,85 0,45 11,38 1,20 12,02 15,47 11,52 15,62 12,57 16,47 1,310 13,58 0,22 3,65 82,55 3,07 0,07 0,85 0,60 11,88 1,25 12,53 16,12 12,02 16,26 13,07 17,12 1,309 13,01 0,21 4,38 82,40 3,07 0,07 0,85 0,75 12,37 1,30 13,03 16,76 12,52 16,91 13,57 17,76 1,308 12,49 0,20 5,04 82,27 3,07 0,07 0,85 0,90 12,87 1,40 14,03 18,05 13,52 18,20 14,58 19,05 1,307 11,56 0,19 6,23 82,02 3,07 0,07 0,85 1,20 13,85 1,50 15,03 19,34 14,52 19,49 15,58 20,34 1,306 10,77 0,17 7,24 81,82 3,07 0,07 0,85 1,50 14,84 1,60 16,03 20,63 15,52 20,78 16,58 21,63 1,304 10,07 0,16 8,13 81,63 3,07 0,07 0,85 1,80 15,83 1,70 17,03 21,92 16,53 22,06 17,58 22,92 1,303 9,46 0,15 8,91 81,47 3,07 0,07 0,85 2,10 16,82 1,80 18,04 23,21 17,53 23,35 18,58 24,21 1,303 8,92 0,14 9,60 81,33 3,07 0,07 0,85 2,40 17,81 2,00 20,04 25,79 19,53 25,93 20,59 26,79 1,301 8,00 0,13 10,77 81,09 3,07 0,07 0,85 3,00 19,79 2,20 22,04 28,36 21,54 28,51 22,59 29,36 1,300 7,26 0,12 11,72 80,90 3,07 0,07 0,85 3,60 21,77 2,40 24,05 30,94 23,54 31,09 24,60 31,94 1,299 6,64 0,11 12,51 80,74 3,07 0,07 0,85 4,21 23,74 2,60 26,05 33,52 25,54 33,67 26,60 34,52 1,298 6,12 0,10 13,18 80,60 3,07 0,07 0,85 4,81 25,72 2,80 28,06 36,10 27,55 36,25 28,60 37,10 1,297 5,68 0,09 13,75 80,48 3,07 0,07 0,85 5,41 27,70 3,00 30,06 38,68 29,55 38,83 30,61 39,68 1,296 5,29 0,09 14,24 80,38 3,07 0,07 0,85 6,01 29,68 3,50 35,07 45,12 34,56 45,27 35,62 46,12 1,295 4,52 0,07 15,22 80,18 3,07 0,07 0,85 7,51 34,62 4,00 40,08 51,57 39,57 51,72 40,63 52,57 1,294 3,95 0,06 15,95 80,03 3,07 0,07 0,85 9,01 39,56 5,00 50,10 64,46 49,59 64,61 50,65 65,46 1,293 3,15 0,05 16,97 79,82 3,07 0,07 0,85 12,02 49,45 8,00 80,16 103,1 79,65 103,3 80,71 104,1 1,290 1,96 0,03 18,49 79,51 3,07 0,07 0,85 21,03 79,12 AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [24/38]

25 Combustión completa ANÁLISIS DE LA COMBUSTIÓN COMPLETA DEL GASÓLEO C Composición % Peso: P C =86,0; P H2 =11,1; P S =0,8; P W =1; P A =0,1 AIRE HUMOS SECOS H. HÚMEDOS (Densidad) % Vol. HUMOS SECOS COMPOSICIÓN HUMOS (kg/kg) n m 3 N/kg kg/kg m 3 N/kg kg/kg m 3 N/kg kg/kg kg/m 3 N CO 2 SO 2 O 2 N 2 CO 2 SO 2 H 2 O O 2 N 2 1,00 10,64 13,69 10,02 13,68 11,28 14,69 1,302 16,03 0,06 0,00 83,92 3,15 0,02 1,01 0,00 10,51 1,01 10,74 13,83 10,13 13,82 11,39 14,83 1,302 15,86 0,06 0,22 83,87 3,15 0,02 1,01 0,03 10,61 1,02 10,85 13,96 10,24 13,95 11,49 14,96 1,302 15,69 0,05 0,44 83,82 3,15 0,02 1,01 0,06 10,72 1,05 11,17 14,37 10,56 14,36 11,81 15,37 1,301 15,22 0,05 1,06 83,67 3,15 0,02 1,01 0,16 11,03 1,07 11,38 14,65 10,77 14,64 12,03 15,65 1,301 14,92 0,05 1,45 83,58 3,15 0,02 1,01 0,22 11,24 1,10 11,70 15,06 11,09 15,05 12,34 16,06 1,301 14,49 0,05 2,01 83,45 3,15 0,02 1,01 0,32 11,56 1,15 12,23 15,74 11,62 15,73 12,88 16,74 1,300 13,82 0,05 2,88 83,24 3,15 0,02 1,01 0,48 12,08 1,20 12,77 16,43 12,15 16,42 13,41 17,43 1,300 13,22 0,05 3,68 83,06 3,15 0,02 1,01 0,64 12,61 1,25 13,30 17,11 12,68 17,10 13,94 18,11 1,299 12,67 0,04 4,40 82,89 3,15 0,02 1,01 0,80 13,13 1,30 13,83 17,79 13,22 17,78 14,47 18,79 1,299 12,16 0,04 5,07 82,73 3,15 0,02 1,01 0,96 13,66 1,40 14,89 19,16 14,28 19,15 15,54 20,16 1,298 11,25 0,04 6,26 82,45 3,15 0,02 1,01 1,28 14,71 1,50 15,96 20,53 15,34 20,52 16,60 21,53 1,297 10,47 0,04 7,28 82,21 3,15 0,02 1,01 1,59 15,76 1,60 17,02 21,90 16,41 21,89 17,66 22,90 1,297 9,79 0,03 8,17 82,01 3,15 0,02 1,01 1,91 16,81 1,70 18,08 23,27 17,47 23,26 18,73 24,27 1,296 9,19 0,03 8,95 81,82 3,15 0,02 1,01 2,23 17,86 1,80 19,15 24,64 18,53 24,63 19,79 25,64 1,295 8,67 0,03 9,64 81,66 3,15 0,02 1,01 2,55 18,91 2,00 21,28 27,38 20,66 27,37 21,92 28,38 1,295 7,77 0,03 10,81 81,39 3,15 0,02 1,01 3,19 21,01 2,20 23,40 30,11 22,79 30,10 24,05 31,11 1,294 7,05 0,02 11,76 81,16 3,15 0,02 1,01 3,83 23,11 2,40 25,53 32,85 24,92 32,84 26,17 33,85 1,293 6,45 0,02 12,55 80,98 3,15 0,02 1,01 4,47 25,21 2,60 27,66 35,59 27,05 35,58 28,30 36,59 1,293 5,94 0,02 13,22 80,82 3,15 0,02 1,01 5,10 27,31 2,80 29,79 38,33 29,17 38,32 30,43 39,33 1,292 5,51 0,02 13,78 80,69 3,15 0,02 1,01 5,74 29,41 3,00 31,91 41,06 31,30 41,05 32,56 42,06 1,292 5,13 0,02 14,27 80,58 3,15 0,02 1,01 6,38 31,51 3,50 37,23 47,91 36,62 47,90 37,88 48,91 1,291 4,39 0,02 15,25 80,35 3,15 0,02 1,01 7,97 36,76 4,00 42,55 54,75 41,94 54,74 43,20 55,75 1,291 3,83 0,01 15,98 80,18 3,15 0,02 1,01 9,57 42,01 5,00 53,19 68,44 52,58 68,43 53,83 69,44 1,290 3,06 0,01 17,00 79,94 3,15 0,02 1,01 12,76 52,50 8,00 85,11 109,5 84,49 109,5 85,75 110,5 1,289 1,90 0,01 18,51 79,58 3,15 0,02 1,01 22,33 84,00 AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [25/38]

26 Combustión completa ANÁLISIS DE LA COMBUSTIÓN COMPLETA DEL GAS NATURAL Composición % Volumen: C 1 H 4 =86,0; C 2 H 6 =7,6; C 3 H 8 =2,4; C 4 H 10 =1,0; N 2 =3,0 AIRE HUMOS SECOS H. HÚMEDOS (Densidad) % Vol. HUMOS SECOS COMPOSICIÓN HUMOS (kg/m 3 N) n m 3 N/m 3 N kg/m 3 N m 3 N/m 3 N kg/m 3 N m 3 N/m 3 N kg/m 3 N kg/m 3 N CO 2 SO 2 O 2 N 2 CO 2 SO 2 H 2 O O 2 N 2 1,00 10,34 13,30 9,32 12,45 11,42 14,14 1,238 12,06 0,00 0,00 87,94 2,21 0,00 1,68 0,00 10,25 1,01 10,44 13,43 9,42 12,59 11,52 14,27 1,239 11,93 0,00 0,23 87,84 2,21 0,00 1,68 0,03 10,35 1,02 10,54 13,57 9,53 12,72 11,62 14,40 1,239 11,80 0,00 0,46 87,75 2,21 0,00 1,68 0,06 10,45 1,05 10,86 13,97 9,84 13,12 11,93 14,80 1,240 11,43 0,00 1,10 87,47 2,21 0,00 1,68 0,15 10,76 1,07 11,06 14,23 10,04 13,38 12,14 15,07 1,241 11,19 0,00 1,51 87,30 2,21 0,00 1,68 0,22 10,96 1,10 11,37 14,63 10,35 13,78 12,45 15,47 1,242 10,85 0,00 2,10 87,05 2,21 0,00 1,68 0,31 11,27 1,15 11,89 15,30 10,87 14,45 12,97 16,13 1,244 10,34 0,00 3,00 86,67 2,21 0,00 1,68 0,46 11,78 1,20 12,41 15,96 11,39 15,11 13,48 16,80 1,246 9,87 0,00 3,81 86,32 2,21 0,00 1,68 0,62 12,29 1,25 12,92 16,63 11,91 15,78 14,00 17,46 1,247 9,44 0,00 4,56 86,00 2,21 0,00 1,68 0,77 12,80 1,30 13,44 17,29 12,42 16,44 14,52 18,13 1,249 9,05 0,00 5,24 85,71 2,21 0,00 1,68 0,93 13,31 1,40 14,47 18,62 13,46 17,78 15,55 19,46 1,251 8,35 0,00 6,45 85,19 2,21 0,00 1,68 1,24 14,33 1,50 15,51 19,95 14,49 19,11 16,58 20,79 1,254 7,76 0,00 7,49 84,75 2,21 0,00 1,68 1,55 15,35 1,60 16,54 21,28 15,52 20,44 17,62 22,12 1,256 7,24 0,00 8,39 84,37 2,21 0,00 1,68 1,86 16,37 1,70 17,57 22,61 16,56 21,77 18,65 23,45 1,257 6,79 0,00 9,18 84,03 2,21 0,00 1,68 2,17 17,39 1,80 18,61 23,94 17,59 23,10 19,69 24,78 1,259 6,39 0,00 9,87 83,74 2,21 0,00 1,68 2,48 18,41 2,00 20,68 26,60 19,66 25,76 21,75 27,44 1,262 5,72 0,00 11,04 83,24 2,21 0,00 1,68 3,10 20,45 2,20 22,74 29,26 21,73 28,42 23,82 30,10 1,264 5,17 0,00 11,99 82,84 2,21 0,00 1,68 3,72 22,49 2,40 24,81 31,92 23,79 31,08 25,89 32,77 1,266 4,72 0,00 12,77 82,50 2,21 0,00 1,68 4,34 24,54 2,60 26,88 34,59 25,86 33,74 27,96 35,43 1,267 4,35 0,00 13,43 82,22 2,21 0,00 1,68 4,96 26,58 2,80 28,95 37,25 27,93 36,41 30,02 38,09 1,269 4,02 0,00 13,99 81,98 2,21 0,00 1,68 5,58 28,62 3,00 31,01 39,91 30,00 39,07 32,09 40,75 1,270 3,75 0,00 14,47 81,78 2,21 0,00 1,68 6,20 30,66 3,50 36,18 46,56 35,17 45,72 37,26 47,40 1,272 3,20 0,00 15,43 81,37 2,21 0,00 1,68 7,75 35,77 4,00 41,35 53,21 40,34 52,37 42,43 54,06 1,274 2,79 0,00 16,15 81,07 2,21 0,00 1,68 9,30 40,87 5,00 51,69 66,51 50,67 65,68 52,77 67,36 1,277 2,22 0,00 17,14 80,64 2,21 0,00 1,68 12,40 51,08 8,00 82,70 106,4 81,69 105,6 83,78 107,3 1,281 1,38 0,00 18,60 80,02 2,21 0,00 1,68 21,70 81,70 AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [26/38]

27 Combustión completa ANÁLISIS DE LA COMBUSTIÓN COMPLETA DEL PROPANO Composición % Volumen: C 2 H 6 =2,0; C 3 H 8 =92,0; C 4 H 10 =4,0; N 2 =2,0 AIRE HUMOS SECOS H. HÚMEDOS (Densidad) % Vol. HUMOS SECOS COMPOSICIÓN HUMOS (kg/m 3 N) n m 3 N/m 3 N kg/m 3 N m 3 N/m 3 N kg/m 3 N m 3 N/m 3 N kg/m 3 N kg/m 3 N CO 2 SO 2 O 2 N 2 CO 2 SO 2 H 2 O O 2 N 2 1,00 23,48 30,21 21,53 29,02 25,47 32,18 1,264 13,75 0,00 0,00 86,25 5,81 0,00 3,17 0,00 23,21 1,01 23,71 30,51 21,76 29,32 25,70 32,49 1,264 13,60 0,00 0,23 86,17 5,81 0,00 3,17 0,07 23,44 1,02 23,95 30,81 22,00 29,62 25,94 32,79 1,264 13,46 0,00 0,45 86,09 5,81 0,00 3,17 0,14 23,67 1,05 24,65 31,72 22,70 30,53 26,64 33,69 1,265 13,04 0,00 1,09 85,87 5,81 0,00 3,17 0,35 24,36 1,07 25,12 32,32 23,17 31,13 27,11 34,30 1,265 12,78 0,00 1,49 85,74 5,81 0,00 3,17 0,49 24,83 1,10 25,82 33,23 23,87 32,04 27,81 35,21 1,266 12,40 0,00 2,07 85,54 5,81 0,00 3,17 0,70 25,52 1,15 27,00 34,74 25,05 33,55 28,99 36,72 1,267 11,82 0,00 2,95 85,23 5,81 0,00 3,17 1,06 26,68 1,20 28,17 36,25 26,22 35,06 30,16 38,23 1,267 11,29 0,00 3,76 84,95 5,81 0,00 3,17 1,41 27,84 1,25 29,35 37,76 27,40 36,57 31,34 39,74 1,268 10,80 0,00 4,50 84,70 5,81 0,00 3,17 1,76 29,00 1,30 30,52 39,27 28,57 38,08 32,51 41,25 1,269 10,36 0,00 5,18 84,46 5,81 0,00 3,17 2,11 30,16 1,40 32,87 42,29 30,92 41,10 34,86 44,27 1,270 9,57 0,00 6,38 84,05 5,81 0,00 3,17 2,82 32,48 1,50 35,21 45,31 33,26 44,13 37,20 47,29 1,271 8,90 0,00 7,41 83,69 5,81 0,00 3,17 3,52 34,80 1,60 37,56 48,33 35,61 47,15 39,55 50,32 1,272 8,31 0,00 8,31 83,38 5,81 0,00 3,17 4,22 37,11 1,70 39,91 51,35 37,96 50,17 41,90 53,34 1,273 7,80 0,00 9,09 83,11 5,81 0,00 3,17 4,93 39,43 1,80 42,26 54,37 40,31 53,19 44,25 56,36 1,274 7,34 0,00 9,78 82,87 5,81 0,00 3,17 5,63 41,75 2,00 46,95 60,41 45,00 59,24 48,94 62,40 1,275 6,58 0,00 10,95 82,47 5,81 0,00 3,17 7,04 46,39 2,20 51,65 66,45 49,70 65,28 53,64 68,45 1,276 5,96 0,00 11,90 82,14 5,81 0,00 3,17 8,45 51,02 2,40 56,34 72,50 54,39 71,32 58,33 74,49 1,277 5,44 0,00 12,69 81,87 5,81 0,00 3,17 9,85 55,66 2,60 61,04 78,54 59,09 77,37 63,03 80,53 1,278 5,01 0,00 13,35 81,64 5,81 0,00 3,17 11,26 60,29 2,80 65,73 84,58 63,78 83,41 67,72 86,58 1,278 4,64 0,00 13,91 81,45 5,81 0,00 3,17 12,67 64,93 3,00 70,43 90,62 68,48 89,45 72,42 92,62 1,279 4,32 0,00 14,40 81,28 5,81 0,00 3,17 14,08 69,57 3,50 82,17 105,7 80,22 104,6 84,16 107,7 1,280 3,69 0,00 15,36 80,95 5,81 0,00 3,17 17,60 81,16 4,00 93,90 120,8 91,95 119,7 95,89 122,8 1,281 3,22 0,00 16,08 80,70 5,81 0,00 3,17 21,11 92,75 5,00 117,4 151,0 115,4 149,9 119,4 153,1 1,282 2,56 0,00 17,08 80,35 5,81 0,00 3,17 28,15 115,9 8,00 187,8 241,7 185,9 240,5 189,8 243,7 1,284 1,59 0,00 18,57 79,84 5,81 0,00 3,17 49,27 185,5 AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [27/38]

28 INCOMPLETA Introducción La combustión puede estar realizándose: 1. Con defecto de aire n < 1. En este caso se producen inquemados de forma inevitable. 2. Con demasiado exceso de aire. En este caso aumentan las pérdidas energéticas por mayor cantidad de humos y por tanto mayor energía perdida en los humos. 3. Con el exceso de aire correcto pero con demasiados inquemados. Mal funcionamiento de los quemadores. La combustión debe realizarse con una relación de aire dada y además debe asegurarse que la misma se realiza de forma correcta. Para ello se emplea un analizador de gases: 1. El exceso (o defecto) de aire con el que se está produciendo la combustión. 2. La presencia de inquemados: carbono C, hidrógeno H 2, hidrocarburos inquemados C a H b, monóxido de carbono CO procedente del carbono del combustible y que no ha pasado a CO 2. o procedente de la propia composición del combustible. Análisis de la combustión sobre humos secos de la combustión. AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [28/38]

29 INCOMPLETA Combustibles líquidos y sólidos Únicamente se tendrá en cuenta la presencia de inquemados por formación de CO. xc+ xo 2 xco 2 (1 x)c+(1 x)/2o 2 (1 x)co H 2 + 1/2O 2 H 2 O S+O 2 SO 2 Composición volumétrica de los gases de combustión en m 3 N/kg: V CO2 = 22,4x P C 12, V CO = 22,4(1 x) P C 12, V H2 O = 22,4 P H ,4 P W 18, V SO 2 = 22,4 P S 32, V O2 humos = 22,4(1 x) 1 P C ,21(n 1)V Amin, V N2 humos = 0,79nV Amin + 22,4 P N AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [29/38]

30 INCOMPLETA Combustibles líquidos y sólidos Despreciando el volumen de SO 2 los volúmenes de CO 2, CO, O 2 y N 2 en tanto por uno en peso sobre la masa de humos secos resulta: v CO2 = 22,4 x P C V HS 12 (1 x) v CO = 22,4 P C V HS 12 (1 x) 1 v O2 = 22,4 V HS 2 v N2 = 0,79 n V Amin + 22,4 P N2 V HS V HS 28 Siendo el volumen de humos secos V HS = 22,4 P C ,21n 1 V HS V Amin ( x P C 12 +(1 x)p C 12 +(1 x)p C 24 + P N 2 28 AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [30/38] ) + + (0,21(n 1)+0,79n) V Amin m 3 N/kg de comb. Cumpliéndose además: v CO2 + v CO + v O2 + v N2 = 1.

31 INCOMPLETA Diagrama de Ostwald del Gasóleo 2 %CO P n=1 8 6 CO=1% 2% n=1.05 3% n=1.1 4% 5% n=1.15 6% 7% n=1.2 n=1.25 n=1.3 LÍNEA COMB. ESTEQUIOMÉTRICA n=0,9 8% 9% CO=10% n=1.4 n=1.5 n=1.6 n=1.8 n=2.0 COMPOSICIÓN EN PESO DEL GASÓLEO P C = 86,0% P H= 11,1% P N = 1,0% P S= 0,8% P w = 1,0% P A= 0,1% n=2.5 P1: %O 2 =0, %CO 2=16,03 P2: %O 2 =7,42, %CO 2=0 P3: %O 2 =21,0, %CO 2=0 LÍNEA COMBUSTIÓN COMPLETA n=3.0 4 n=0, P %O2 P3 AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [31/38]

32 INCOMPLETA Diagrama de Ostwald del Fuelóleo n 2 2 %CO P n=1 8 6 CO=1% 2% n=1.05 3% n=1.1 4% 5% n=1.15 6% n=1.25 n=1.3 n=1.2 LÍNEA COMB. ESTEQUIOMÉTRICA n=0,9 7% 8% 9% CO=10% n=1.4 n=1.5 n=1.6 n=1.8 n=2.0 COMPOSICIÓN EN PESO DEL FUELÓLEO n2 P C = 83,7% P H= 9,2% P N = 1,0% P S= 3,6% P w = 2,0% P A= 0,5% n=2.5 P1: %O 2 =0, %CO 2=16,44 P2: %O 2 =7,6, %CO 2=0 P3: %O 2 =21,0, %CO 2=0 LÍNEA COMBUSTIÓN COMPLETA n=3.0 4 n=0, P %O2 P3 AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [32/38]

33 INCOMPLETA Analizador de humos AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [33/38]

34 INCOMPLETA Combustibles gaseosos H 2 + 1/2O 2 H 2 O CO+1/2O 2 CO 2 C a H b +(a+ b 4 a+b 2 )O 2 (a x)co 2 + xco+(b/2 y)h 2 O+yH 2 El volumen de los productos de combustión en m 3 N/m 3 N de combustible resulta: V CO2 = (a x)[c a H b ]+[CO], V CO = x[c a H b ], V H2 O = (b/2 y)[c a H b ]+[H 2 ], V H2 = y[c a H b ], V O2 = a+b 2 [C ah b ]+(n 1)V O2 mín, V N2 = [N 2 ] nv O 2 mín. Volumen de humos secos: V HS = V h CO2 +V h CO +V h H2 +V h O2 +VH N2. AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [34/38]

35 INCOMPLETA Combustibles gaseosos La proporción en volumen de cada compuesto resulta: v CO2 = V CO 2 V HS, v CO = V CO V HS, v H2 = V H 2 V HS, v O2 = V O 2 V HS, v N2 = V N 2 V HS. v CO2 + v CO + v O2 + v N2 = 1. Resultando un sistema de 6 ecuaciones con 9 incógnitas: v CO2, v CO, v H2, v O2, v N2, V HS, n, x y y. Suponiendo: x = y y por tanto v H2 = v CO, resultan 5 ecuaciones con 7 incógnitas con el que se construye el denominado diagrama de Kissel. AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [35/38]

36 INCOMPLETA Diagrama de Kissel del Propano CO CO2 P1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 n=1,0 n=1,1 n=1,2 n=1,3 n=1,4 n=1,5 COMPOSICIÓN EN VOLUMEN DEL PROPANO V C = 2,0% V = 92,0% 2 H 6 C 3 H8 V C H = 4,0% V N = 2,0% %CO 2 1,0 1,5 n=1,8 n=2,0 P1: %O 2 =0, %CO 2=13,75 P2: %O 2 =21,0, %CO 2=0 8 3,0 n=0,7 n=0,8 n=1,0 n=0,9 n=2,5 n=3,0 n=4,0 n=6,0 LÍNEA COMBUSTIÓN COMPLETA n=10, %O2 P2 AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [36/38]

37 INCOMPLETA Diagrama de Kissel del Gas Natural CO CO P1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 1,0 1,5 3,0 5,0 n=1,0 n=0,7 n=1,1 n=0,8 n=1,2 n=0,9 n=1,3 n=1,0 n=1,4 n=1,5 n=1,8 n=2,0 COMPOSICIÓN EN VOLUMEN DEL GAS NATURAL V C = 86,0%V = 7,6% 1 H 4 C 2 H6 V C H = 2,4% V C H = 1,0%V N = 3,0% n=2,5 P1: %O 2 =0, %CO 2=12,06 P2: %O 2 =21,0, %CO 2=0 LÍNEA COMBUSTIÓN COMPLETA n=3,0 n=4,0 n=6,0 n=10, %CO %O2 P2 AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [37/38]

38 Bibliografía Bibliografía: Barquin, J. (2004), capítulos 3, 4 y 5. Lapuerta, M. y Hernández, J.J. (1998), capítulos 2 y 3. Miranda A.C. y Oliver R, (1998), capítulos 1, 2 y 3. Molina L.A. y Alonso J.M, (1996), capítulo 3. de Andrés y Rodriguez-Pomatta, J.A., (1990), capítulo 18. Molina L.A. y Molina, G.M., (1993), capítulo 7. AMMT UMH. GENERACIÓN DE CALOR COMBUSTIÓN [38/38]