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7/25/2019 Expo de Copmbustion y Entropa
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UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRIN
FACULTAD DE INGENIERAESCUELA DE FORMACIN PROFESIONAL DE INGENIERA AMBIENTAL-OXAPAMPA
COMBUSTION Y ENTROPIAASIGNATURA : ENERGIAS NO CONVENCIONALES
DOCENTE : Ing. CARHUAPOMA CARLOS, Sandra PilarINTEGRANTES :
ARIAS AYALA Jhon Paul MORALES OSORIO Lixandra Jey ROMERO SIMON Rubn Victor
SEMESTRE : IX
Oxapampa, 18 ! Ma"# !$ %&1'
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COMBUSTION
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DEFINICINReaccin qu!ica
Se de"#rende una gran can$idad de cal%r & lu'
En toda combustin existe un elemento que
arde y se denomina (combustible) y otro que
produce la combustin (comburente),
generalmente oxgeno en forma de O2gaseoso
El proceso de destruir materiales por combustinse conoce como incineracin.
Para iniciar la combustin de cualquier
combustible, es necesario alcanzar una
temperatura mnima, llamada temperatura de
ignicin, que se define como, en C y a 1 atm,
temperatura a la que los vapores de un
combustible arden espontneamente.
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PARA QUE SE PRODUZCA LACOMBUSTIN, SE DEBEN CUMPLIR:
3 CONDICIONESDebe haber combinacinqumica,los productos finales unavez producida la combustin debe
ser qumicamente distintos a los
productos iniciales.
La combinacin qumicadebe producirse violentae instantneamente
Debe haber undesprendimiento de calor,sedebe liberar cierta cantidad de
calor.
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REACCION DE COMBUSTION
Para que un combustible sufra la combustin, es necesario que alcance sutemperatura de ignicin. Se define el punto de ignicin de un combustible
como la temperatura a la cual, una vez iniciada la llama, est ya no se
extingue. Es esta temperatura de 20 a 60C ms alta que la temperatura
de inflamacin.
(
En una reaccin de oxidacin tendremos
Primer Miembro Segundo Miembro
Combustible + comburente Gases de combustin + calor
Combustible:Toda sustancia capaz de arderComburente:Sustancia que aporta el oxgeno para que el combustiblesufra oxidacin..
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FASES DE LAREACCIN DE
COMBUSTINFase de pre reaccin (formacinde radicales). Los compuestoshidrocarbonados se descomponen
dando lugar a la formacin de
radicales, que son unos compuestos
intermedios inestables y muy activos,
para que de este modo el carbono y el
hidrgeno puedan reaccionar con el
oxgeno.
Fase deTerminacin:Aqu es
cuando seforman los
compuestos
estables. El
conjunto deestos
compuestos
es lo que
llamamos
gases de
combustin.
Fase de Oxidacin:En estafase se produce la combinacin
entre los elementos y el
oxgeno
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Combustin Neutra
Es aqulla que se producecuando el aire empleado
aporta la cantidad justa de
oxgeno para que todos los
reactivos de transformen en
productos. Para que la
estequiometria se cumpla,hay que considerar TODOS
los elementos que sufren la
reaccin de combustin en el
combustible..
CombustinIncompleta
Es aqulla en la que por defecto
en el suministro de aire no hay
oxgeno necesario para que se
produzca la oxidacin total del
carbono. Esto quiere decir que notodo el carbono se va a
transformar en CO2y aparecer
como producto de combustin de
CO.
CLASES DE REACCIONES DECOMBUSTIN
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COMBUSTIN COMPLETA
Para que se produzca una combustin completa se hace
necesario aportar un exceso de aire, es decir, de oxgeno. Elexceso se realiza sobre la cantidad estequiomtricamente
necesaria para que todos los productos combustibles sufran
la oxidacin (tanto el C como el O el H). En este caso no se
van a producir inquemados. En la prctica se hace difcil
conseguir la combustin completa. Por ello es necesarioaportar un exceso de aire. El exceso de aire se define como la
cantidad de aire por encima del terico que hay que aportar
para que se realice la combustin completa del combustible
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CLASIFICACIN DE LOSCOMBUSTIBLES
Solidos: Carbn,madera y otros
tipos de biomasa,
aunque pueden
incluirse muchos
metales (son
demasiado caros y
solo se usan para
destello trmico o
luminoso).
Lquidos:
Petrleo y susderivados
(gasolina, gasoleo
y fueloleo).
Gaseosos: Gasnatural y gases
licuados del petrleo
(GLP).
Naturales oprimarios
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Solidos:Coque (destilado de la hulla),carbn vegetal (destilado de madera aunos 250 OC; madera + calor + carbnvegetal + licores pirolefiosos + gas +alquitran), Aglomerado de hulla (ladrillosde aglomerado de menudos de hulla con
brea), Biomasa residual (basura ydesages humanos, estircol, paja, etc.)
Lquidos:Alcoholes (destilados de labiomasa), aceites de nafta y benzol(destilados del petrleo).
Artifciales osecundarios
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gaseosos
Destilados de la
madera (gas pobre,
compuesto de CO y
H2O y obtenidoquemando madera a
900 C con 113 del
aire terico),
destilados de la
hulla (gas de aire,
conteniendo
principalmente CO,
y gas de agua o gas
ciudad antiguo.
En el futuro se podra generar
hidrogeno por descomposicintimica del vapor de agua a
T>2500 K, aunque no vale la
energa solar (400 K) ni siquiera
la de fisin nuclear (1500 K).
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PROPIEDADES DE LOS COMBUSTIBLES
Las propiedades mas importantes son:
la composicin (y contenido de impurezas),
la entalpia estndar de reaccin (tambin llamada
poder calorfico, en valor absoluto)
coeficiente de dilatacin (para el almacenamiento y
Transporte)
la presin de vapor (Conviene que sea alta para
que no haya que gasificar artificialmente)
los lmites de ignicin (por chispa)
autoinflamacin y extincin
la toxicidad y la compatibilidad con otros
Materiales (tubos, juntas, vlvulas, bombas, etc.).
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PROPIEDADES DE LOSCOMBUSTIBLES-Densidad:
-absoluta. Relacin entra masa y volumen
-relativa.Relacin entre la densidad de un combustible y ladel agua o la del aire.
-Punto de fluidez:temperatura ms baja a la cual el
combustible lquido fluye en las caeras en condicionesnormales.
-Viscosidad cinemtica:medida de la resistencia del fluido alescurrimiento. Se determinan en viscosmetros, midiendo el
tiempo que demora el combustible en escurrir a travs de un
orificio calibrado.- Flash Point:temperatura mas baja del combustible a la quese forman vapores inflamables.
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LAS VARIABLES QUE INFLUYEN EN ELPROCESO DE COMBUSTIN SON:
La composicin (relacin combustible / comburente y relacin gas inerte /comburente),
La temperatura,
La presin,
El campo de velocidades,
La presencia de catalizadores
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ENTROPIA
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Tercera Ley de La Termodinmica.
El tercer principio de la termodinmica
afirma que el cero absoluto no puede
alcanzarse por ningn procedimiento que
conste de un nmero finito de pasos. Es
posible acercarse indefinidamente al cero
absoluto, pero nunca se puede llegar a l.En el cero absoluto el sistema tiene la
mnima energa mecnica posible, ya que
siguiendo el primer principio de la
termodinmica, si la temperatura
disminuye, la energa calorfica tambin.
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Medida de capacidad de un sistema para
efectuar trabajo til Determina la direccin del tiempo.
Distingue los sucesos en el tiempo Medida del desorden de un sistema
ENTOP!A
Se define de diversas
maneras, pero todas
las definiciones soncongruentes y no se
contradicen entre
ellas:
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En el caso de medida del orden (o desorden) de un
sistema, no est definida como una cantidad
absoluta, sino lo que se puede medir es la
diferencia entre la entropa inicial de un sistema y
la entropa final del mismo. No tiene sentido hablarde entropa sino en trminos de un cambio en las
condiciones de un sistema.
Diferencias de entropas
Diferencias de entropas
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Ceroa"soluto
Solo se pueden calcular variaciones de entropa.Para calcular la entropa de un sistema, es
necesario fijar la entropa del mismo en un
estado determinado. La tercera ley de la
termodinmica fija un estado estndar: parasistemas qumicamente puros, sin defectos
estructurales en la red cristalina, de densidad
finita, la entropa es nula en el cero absoluto (0
K) o (-273.16C).
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Entropa y reversibilidad
La entropa global del sistema es la entropa del sistema considerado ms
la entropa de los alrededores.
Si se trata de un proceso reversible, S (universo) es cero, pues
el calor que el sistema absorbe o desprende es igual al trabajorealizado.
Como los procesos reales son siempre
irreversibles, siempre aumentar la entropa.
As como la energa no puede crearse ni
destruirse, la entropa puede crearse pero nodestruirse. Es posible afirmar entonces que,
como el Universo es un sistema aislado, su
entropa crece constantemente con el tiempo.
Esto marca un sentido a la evolucin del
mundo fsico, que se conoce como principio de
evolucin..
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ENTROPA Y DESORDEN
Suele considerarse que la entropa es el desorden de un sistema.
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La entropa y la generacin deentropa en la vida diaria
La gente eficiente lleva vidas de baja entropa
(altamente organizada). Ellos tienen un lugar
para todo (incertidumbre mnima) y requieren
energa mnima para encontrar algo. En cambio,
la gente ineficiente son desorganizadas y llevanvidas de alta entropa. Les toma minutos (si no
horas) encontrar algo que necesiten, y es
probable que creen un gran desorden cuando lo
buscan puesto que lo ms probable es queconduzcan la investigacin de una manera
desorganizada. La gente que lleva estilos de vida
de alta entropa siempre est corriendo pero
nunca llega a ningn lado
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Tener un ejrcito desorganizado (alta entropa) es lo mismo que
no tener nada. No es una coincidencia que los centros de
comando de cualesquiera fuerzas armadas se encuentran entrelos blancos fundamentales durante una guerra. Un ejrcito
compuesto por diez divisiones es diez veces ms poderoso que
diez armadas consistentes cada una en una sola divisin. De
igual manera, un pas que se compone de diez estados es ms
poderoso que diez pases, cada uno integrado de un solo estado.
Estados Unidos no sera un pas tan poderoso si hubiera
cincuenta pases en su lugar en vez de un solo pas con
cincuenta estados.
La entropa y lageneracin de entropa
en la vida diaria
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ACIAS $
