Calculos de combustao

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Cálculos Estequiométricos 
da Combustão
Exercício 9 (página 134, Hilsdorf): Um gás apresenta a seguinte
composição volumétrica H2 = 50%; CH4 = 30%; CO = 9%; C2H2 =
4%; N2 = 5%; CO2 = 2%. Deve ser queimado com 16% de ar em
excesso. Considerando a queima de 1 m3 desse gás medidos nas
CNTP, calcular:
a) O volume de ar teoricamente necessário a CNTP.
b) O volume de ar real captado a 27 oC e 710 mmHg.
c) Volume de fumos liberados nas CNTP.
d) Volume de fumos liberados a 127 oC e 720 mmHg.
Composição volumétrica do gás: 
H2 50 %
CH4 30%
CO 9%
C2H2 4%
N2 5%
CO2 2%
H2 50 % 0,5 m
3
CH4 30% 0,3 m
3
CO 9% 0,09 m3
C2H2 4% 0,04 m
3
N2 5% 0,05 m
3
CO2 2% 0,02 m
3
Ar em excesso = 16%
Base de cálculo = volume do gás 
1m3 na CNTP
Desta forma teremos:
Reações de combustão completa
(1) H2(g) + 0,5 O2(g) H2O (vapor)
0,50 m3 0,5 x 0,50 m3 0,50 m3
(0,25 m3)
(2) CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2 H2O(vapor)
0,30 m3 2 x 0,30 m3 0,30 m3 2 x 0,30 m3
(0,60 m3) (0,60 m3)
(3) CO + 0,5 O2 CO2
0,09 m3 0,5 x 0,09 m3 0,09 m3
(0,045 m3)
(4) C2H2 + 2,5 O2 2CO2 + H2O (vapor)
0,04 m3 2,5 x 0,04 m3 2 x 0,04 m3 0,04 m3
(0,1 m3) (0,08 m3)
Composição dos fumos na CNTP
Composição dos fumos
V fumos = V H2O + V CO2 + VO2 + VN2
VCO2f = V CO2 (2) + V CO2 (3) + V CO2 (4) + VCO2 (composição)
VCO2f = (0,30 + 0,09 + 0,08+ 0,02) m3 = 0,49 m3
VH2Of = V H2O (1) + V H2O (2) + V H2O (4)
VH2Of = (0, 50 + 0,60 + 0,04) m3 = 1,14 m3
VN2f = 0,79 x V (ar real)
V (ar real) será calculado a partir das reações (1) a (4)
V(O2 téorico) = V (O2 para combustão completa) – V (O2 do 
combustível)
V(O2 téorico) = (0,25 + 0,60 + 0,045 + 0,1) m3 – (0 m3) = 0,995 m3
Considerando a quantidade de 21% de oxigênio no ar:
a) V (ar téorico ) = 0,995/0,21 = 4,74 m3
Volume do ar real (27 0C e 710 mmHg)
Como a combustão será efetuada com 16 % de ar em excesso, o 
volume do ar real será:
V (ar real) = 4,74 x 1,16 = 5,4984 m3 (CNTP)
a 27 0C e 710 mmHg:
÷÷
ø
ö
çç
è
æ
÷
ø
ö
ç
è
æ=
0
0
0 T
T
P
P
VV
÷
ø
ö
ç
è
æ
÷÷
ø
ö
çç
è
æ
=
K 273
K 300
mmHg 710
mmHg 760
5,4984mV 3
b) V(ar real) = 6,47 m3 a 27 0C e 710 mmHg:
Volume dos fumos na CNTP
VN2ar = 0,79 x V (ar real) = 0,79 x 5,50 m3
V N2 fumos = 4,35 + 0,05 = 4,39 m3 (CNTP)
Como a combustão será efetuada com 16 % de ar em 
excesso, o volume de oxigênio no ar real será:
V (O2 do ar real) = 0,995 x 1,16 = 1,1542 m3 (CNTP)
VN2fumos = 1,1542 x 3,76 m3
V N2 fumos = 4,34 + 0,05 = 4,39 m3 (CNTP)
Volume de oxigênio nos fumos.
VO2f = VO2 do ar real – VO2 consumido = VO2 do ar real – VO2 téorico
VO2f = (1,1542 – 0,995) m3 = 0,1592 m3
VO2f = VO2 téorico x 0,16 = 0,995 m3 x 0,16 = 0,1592 m3
V fumos = V H2O + V CO2 + VO2 + VN2
V fumos = (1,14 + 0,49 + 0,1592 + 4,39) m3
c) Vfumos = 6,18 m3
Volume dos fumos (127 0C e 720 mmHg):
Volume dos fumos na CNTP
÷÷
ø
ö
çç
è
æ
÷
ø
ö
ç
è
æ=
0
0
0 T
T
P
P
VV
÷
ø
ö
ç
è
æ
÷÷
ø
ö
çç
è
æ
=
K 273
K 400
mmHg 720
mmHg 760
m6,18V 3
d) Vfumos = 9,56 m3 a 127 0C e 720 mmHg:
Componente % peso
Carbono 74,0
Hidrogênio 5,0
Oxigênio 5,0
Nitrogênio 1,0
Enxofre 1,0
Umidade 9,0
Cinza 5,0
Total 100,0
Exercício 4 (pag. 132)
Um combustível sólido apresenta a seguinte composição 
em porcentagem em massa:
Tomando-se como base de cálculo 1000g de carvão, e 
considerando-se a queima com 50% de ar em excesso, 
pergunta-se:
a) A quantidade de matéria de oxigênio teórico.
b) A quantidade de matéria de ar real.
c) A massa de oxigênio nos fumos.
d) A massa de nitrogênio nos fumos.
e) O volume de fumos liberados a 227ᵒ C e 1,0 atm.
Carbono Hidrogênio Oxigênio Nitrogênio Enxofre Umidade Cinza
72 4,8 9,6 2,8 3,2 5,4 2,2
Fim da aula.