Lista 1.Combustão2014 (1)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ 
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica 
Introdução a Combustão 
Prof. Manoel Fernandes Martins Nogueira 
1° Semestre 2014 
Lista 1 
 
 
Entrega da Solução: 01mai2014 
 
1. Uma mistura de butano, nitrogênio, oxigênio e água, com frações molares (mesmo que 
fração volumétrica) de 3%, 60%, 27%, 10% respectivamente. 
a. Sem considerar dissociação, quais as frações molares e mássicas do produto? 
b. Utilizando 298 K para a determinação da entalpia de formação, qual a entalpia 
absoluta do reagente? 
c. Qual a entalpia absoluta do produto se os gases estão a 1000 K? Considere 
entalpia de formação a 298 K. 
d. Qual o calor de reação e o calor liberado nessa reação. 
e. Qual a temperatura adiabática de chama? 
f. Repita os itens “c”, porém considere a entalpia de formação das espécies a 1000K. 
g. 
2. Um motor a pistão produzindo 100 kW e com uma eficiência global de 20% 
queima C8H18 (gasolina) em ar. A análise da porcentagem volumétrica de O2 em base seca nos 
produtos de combustão encontrou 5%. Baseado nesta análise e assumindo não haver 
dissociação: 
(a) Determine o peso molecular do produto para reação estequiométrica; 
(b) Determine a entalpia absoluta dos produtos na temperatura de 1000 K em kJ/kmol dos 
produtos, kJ/kg de combustível e kJ/kg da mistura; 
(c) Determine a razão ar-combustível e a razão de equivalência; 
(d) Qual o consumo de combustível e de ar em kg/h? 
(e) Determine as concentrações em base seca dos produtos de combustão. 
(f) Calcule a fração molar e mássica dos produtos de combustão. 
 
 
3. Deseja-se comparar o desempenho do acetileno num processo de combustão em ar 
com o hidrogênio comparando o calor de reação liberado e a temperatura adiabática de chama 
para as razões de equivalência de 0,7; 0,9; 1; 1,1; e 1,3. Assumindo que não existe 
dissociação, para 1 kg de reagente execute o seguinte. 
a. Trace os gráficos Qcr x F e TAD x F assumindo um processo a pressão constante de 
1 atm e temperatura inicial dos reagentes de 298 K. 
b. Trace os mesmos gráficos assumindo que a massa inicial do reagente está a 
volume constante. Compare os resultados e comente os 
c. Se a pressão for alterada para 10 atm, o que muda? 
d. Se o volume for reduzido a um décimo, o que muda? 
Para mistura rica, assumir produtos no equilibrium. 
Recomenda-se utilizar uma ferramenta computacional para resolver este problema tipo Excel 
ou EES.