INDICE Introducción a la materia Unidad I: Conceptos fundamentales

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1 INDICE Introducción a la materia 1. Naturaleza del tema 1 2. Estudio de la combustión 2 3. Algunos sistemas prácticos de la combustión Quemadores de gas Quemadores con rotación Motor de combustión interna ciclo Otto Motor Diesel Turbina de gas Horno industrial Caldera a polvo de carbón Sistemas de control de incendio Incendio de combustibles derramados 10 Unidad I: Conceptos fundamentales Definición de reacción de combustión Clasificación de combustibles Conceptos básicos Propiedades de los combustibles Composición Poder calorífico Viscosidad Densidad Límite de inflamabilidad Punto de inflamación o temperatura de ignición Temperatura de combustión Contenido de azufre Distintos tipos de combustión Combustión completa Combustión incompleta 22 i

2 Combustión teórica o estequiométrica Combustión con exceso de aire Combustión con defecto de aire 23 Unidad II: Análisis de la combustión completa e incompleta Aire Reacciones químicas Mezclas de gases Composición fraccional Escalares conservados y fracción de mezcla Productos de Combustión Casos de combustión técnica Combustión completa Reacción general Problema 1: Combustión sin exceso de aire Utilización del programa Combust Problema 2: Combustión con exceso de aire Combustión con cenizas Estequiometría Problema 3: Combustión de un combustible líquido Combustión incompleta Combustión de Ostwald Planteo general Diagrama de Grebbel Diagrama de Ostwald Problema 4: Combustión de Ostwald Utilización del Programa Comin, opción Ostwald Combustión de Kissel Planteo general Problema 5: Combustión de Kissel 47 ii

3 Utilización del Programa Comin, opción Kissel 48 Unidad III: Termoquímica Calores estándar de formación Leyes termoquímicas Calor de reacción Cálculo aproximado de la temperatura adiabática de llama Ecuación de entalpía 59 Unidad IV: Cinética química Velocidad de reacción Orden de reacción Constante de velocidad Análisis de los datos cinéticos Método de integración Cinéticas de primer orden Cinéticas de segundo orden Cinéticas de orden n Método diferencial Comparación de ambos métodos 75 Unidad V: Teoría de llamas Reacciones de combustión Clasificación Diferencias Clasificación de llamas Llamas laminares Llamas laminares de difusión Mezclado en chorros laminares Llamas laminares de difusión de chorro redondo Llamas laminares premezcladas Introducción 86 iii

4 Estructura y mecanismo de la llama Velocidad de llama Aerodinámica de la llama Llamas turbulentas Llamas turbulentas de difusión Mezclado de chorros turbulentos Introducción Estructura de la turbulencia Predicción de propiedades promedio Llamas de difusión turbulentas Teoría del escalar conservado en qca. rápida Aplicación al diseño de combustores Llamas turbulentas premezcladas Introducción Llamas estacionarias no confinadas Llamas estacionarias confinadas Llamas no estacionarias 112 iv

5 Bibliografía La Combustión, teoría y aplicaciones, Giuliano Salvi. Editorial Dossat S.A., Procesos de Combustión en Motores de Combustion Interna, L. Lichty, McGraw Hill. Teoría de los Motores Térmicos, Martínez de Vedia y Martínez, CEI La Línea Recta, Calderas, tipos, características y funciones, Carl Shield, Compañía Editorial Continental (Biblioteca FIUBA: P17147). Steam, its generation and use, Bacock & Wilcox, USA, La Combustión. A. L. Miranda Barreras, R. O. Pujol. Ediciones Ceac, Manual del Ingeniero Químico. Perry and Chilton. Elementos de Química Física, S. Glasstone, D. Lewis, Editorial El Ateneo, Principles of Combustion. K. K. Kuo. J. Wiley & Sons, Combustion Theory, F. A. Williams, Addison Wesley, Combustion, Flames and Explosions of Gases, B. Lewis and G. Von Elbe, Academic Press, Combustion and Mass Transfer, D. B. Spalding, Pergamon, Combustion Fundamentals, R. A. Strehlow, McGraw Hill, v