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Plan1 Termodinâmica II - Prof. Me. André Vitor Bonora Temperatura adiabática de chama de hidrocarbonetos - Método de Newton - Raphson Obs.: os dados de entrada estão no estado padrão de 25 oC e 1 atm. I) Gasolina: digite a temperatura inicial da gasolina: T = 25.00 oC = 298.15 K Equação geral da combustão teórica com excesso de N2: C8H18 + 12.50 (O2 + 3,76N2) ® 8 CO2 + 9 H2O + 47.00 N2 Entalpia de formação da gasolina líquida: hfo = -249950.00 kJ/kmol Entalpia de formação do CO2: hfo = -393520.00 kJ/kmol Entalpia do CO2 na temperatura dada: h(CO2) = 9402.37 kJ/kmol Entalpia de formação do H2O (vapor): hfo = -241820.00 kJ/kmol Entalpia do H2O na temperatura dada: h(H2O) = 9402.01 kJ/kmol Entalpia de formação do N2: hfo = 0.00 kJ/kmol Entalpia do N2 na temperatura dada: h(N2) = 8430.27 kJ/kmol Constante energética: C = 5630649.68 kJ Método de Newton - Raphson para determinação da temperatura adiabática de chama (Tac): Ti(K) h(CO2) h(H2O) h(N2) h'(CO2) h'(H2O) h'(N2) f(T) f'(T) Tf(K) Erro(%) 298.1500 9402.3725 9402.0092 8430.2685 39.2333 35.7904 30.1776 -5074590.00 2054.327 2768.3459 828.5078 2768.3459 150401.5550 117928.8179 90936.5014 67.5904 48.3482 35.0587 907937.69 2623.616 2422.2824 12.5007 2422.2824 127379.7645 101343.8010 78857.0977 65.4227 47.4847 34.7451 6766.24 2583.764 2419.6636 0.1081 2419.6636 127208.4613 101219.4595 78766.1122 65.4054 47.4778 34.7426 0.42 2583.445 2419.6634 0.0000 \ Tac = 2419.66 ± 24.20 K \ Tac = 2146.51 ± 21.47 oC II) Metano: digite a temperatura inicial do metano: T = 25.00 oC = 298.15 K Equação geral da combustão teórica com excesso de N2: CH4 + 2.00 (O2 + 3,76N2) ® 1 CO2 + 2 H2O + 7.52 N2 Entalpia de formação do metano: hfo = -74850.00 kJ/kmol Entalpia de formação do CO2: hfo = -393520.00 kJ/kmol Entalpia do CO2 na temperatura dada: h(CO2) = 9402.37 kJ/kmol Entalpia de formação do H2O (vapor): hfo = -241820.00 kJ/kmol Entalpia do H2O na temperatura dada: h(H2O) = 9402.01 kJ/kmol Entalpia de formação do N2: hfo = 0.00 kJ/kmol Entalpia do N2 na temperatura dada: h(N2) = 8430.27 kJ/kmol Constante energética: C = 893912.01 kJ Método de Newton - Raphson para determinação da temperatura adiabática de chama (Tac): Ti(K) h(CO2) h(H2O) h(N2) h'(CO2) h'(H2O) h'(N2) f(T) f'(T) Tf(K) Erro(%) 298.1500 9402.3725 9402.0092 8430.2685 39.2333 35.7904 30.1776 -802310.00 337.750 2673.6079 796.7325 2673.6079 144025.1599 113359.0862 87618.9764 67.0183 48.1216 34.9767 135726.03 426.286 2355.2159 11.9087 2355.2159 123007.0263 98165.1688 76529.0540 64.9758 47.3051 34.6795 923.84 420.376 2353.0182 0.0933 2353.0182 122864.2483 98061.2152 76452.8429 64.9610 47.2991 34.6774 0.05 420.333 2353.0181 0.0000 \ Tac = 2353.02 ± 23.53 K \ Tac = 2079.87 ± 20.80 oC III) Propano: digite a temperatura inicial do propano: T = 25.00 oC = 298.15 K Equação geral da combustão teórica com excesso de N2: C3H8 + 5.00 (O2 + 3,76N2) ® 3 CO2 + 8 H2O + 18.80 N2 Entalpia de formação do propano: hfo = -103850.00 kJ/kmol Entalpia de formação do CO2: hfo = -393520.00 kJ/kmol Entalpia do CO2 na temperatura dada: h(CO2) = 9402.37 kJ/kmol Entalpia de formação do H2O (vapor): hfo = -241820.00 kJ/kmol Entalpia do H2O na temperatura dada: h(H2O) = 9402.01 kJ/kmol Entalpia de formação do N2: hfo = 0.00 kJ/kmol Entalpia do N2 na temperatura dada: h(N2) = 8430.27 kJ/kmol Constante energética: C = 3273182.24 kJ Método de Newton - Raphson para determinação da temperatura adiabática de chama (Tac): Ti(K) h(CO2) h(H2O) h(N2) h'(CO2) h'(H2O) h'(N2) f(T) f'(T) Tf(K) Erro(%) 298.1500 9402.3725 9402.0092 8430.2685 39.2333 35.7904 30.1776 -3011270.00 971.362 3398.1991 1039.7616 3398.1991 194093.9485 148820.8668 113176.5444 71.0585 49.7045 35.5456 627385.58 1279.068 2907.6972 14.4342 2907.6972 159877.5030 124688.7685 95830.1213 68.4055 48.6698 35.1747 5566.70 1255.859 2903.2646 0.1524 2903.2646 159574.3466 124473.0580 95674.2145 68.3800 48.6597 35.1711 0.50 1255.635 2903.2642 0.0000 \ Tac = 2903.26 ± 29.03 K \ Tac = 2630.11 ± 26.30 oC IV) Butano: digite a temperatura inicial do butano: T = 25.00 oC = 298.15 K Equação geral da combustão teórica com excesso de N2: C4H10 + 6.50 (O2 + 3,76N2) ® 4 CO2 + 5 H2O + 24.44 N2 Entalpia de formação do butano: hfo = -126150.00 kJ/kmol Entalpia de formação do CO2: hfo = -393520.00 kJ/kmol Entalpia do CO2 na temperatura dada: h(CO2) = 9402.37 kJ/kmol Entalpia de formação do H2O (vapor): hfo = -241820.00 kJ/kmol Entalpia do H2O na temperatura dada: h(H2O) = 9402.01 kJ/kmol Entalpia de formação do N2: hfo = 0.00 kJ/kmol Entalpia do N2 na temperatura dada: h(N2) = 8430.27 kJ/kmol Constante energética: C = 2947685.30 kJ Método de Newton - Raphson para determinação da temperatura adiabática de chama (Tac): Ti(K) h(CO2) h(H2O) h(N2) h'(CO2) h'(H2O) h'(N2) f(T) f'(T) Tf(K) Erro(%) 298.1500 9402.3725 9402.0092 8430.2685 39.2333 35.7904 30.1776 -2657030.00 1073.426 2773.4310 830.2133 2773.4310 150745.3338 118174.7026 91114.7884 67.6206 48.3602 35.0630 473014.98 1369.224 2427.9688 12.4561 2427.9688 127751.8970 101613.8652 79054.6914 65.4601 47.4997 34.7506 3488.27 1348.644 2425.3823 0.1065 2425.3823 127582.6060 101491.0159 78964.8120 65.4431 47.4929 34.7481 0.21 1348.481 2425.3822 0.0000 \ Tac = 2425.38 ± 24.25 K \ Tac = 2152.23 ± 21.52 oC V) Metanol: digite a temperatura inicial do metanol: T = 25.00 oC = 298.15 K Equação geral da combustão teórica com excesso de N2: CH3OH + 1.50 (O2 + 3,76N2) ® 1 CO2 + 2 H2O + 5.64 N2 Entalpia de formação do metanol: hfo = -238660.00 kJ/kmol Entalpia de formação do CO2: hfo = -393520.00 kJ/kmol Entalpia do CO2 na temperatura dada: h(CO2) = 9402.37 kJ/kmol Entalpia de formação do H2O (vapor): hfo = -241820.00 kJ/kmol Entalpia do H2O na temperatura dada: h(H2O) = 9402.01 kJ/kmol Entalpia de formação do N2: hfo = 0.00 kJ/kmol Entalpia do N2 na temperatura dada: h(N2) = 8430.27 kJ/kmol Constante energética: C = 714253.11 kJ Método de Newton - Raphson para determinação da temperatura adiabática de chama (Tac): Ti(K) h(CO2) h(H2O) h(N2) h'(CO2) h'(H2O) h'(N2) f(T) f'(T) Tf(K) Erro(%) 298.1500 9402.3725 9402.0092 8430.2685 39.2333 35.7904 30.1776 -638500.00 281.016 2570.2645 762.0709 2570.2645 137132.2577 108399.1587 84009.1273 66.3765 47.8662 34.8840 113488.95 358.855 2254.0114 12.3043 2254.0114 116466.0483 93391.7413 73024.4716 64.2830 47.0255 34.5772 854.45 353.350 2251.5933 0.1073 2251.5933 116310.6239 93278.0356 72940.8624 64.2661 47.0187 34.5747 0.05 353.305 2251.5931 0.0000 \ Tac = 2251.59 ± 22.52 K \ Tac = 1978.44 ± 19.78 oC VI) Etanol: digite a temperatura inicial do etanol: T = 25.00 oC = 298.15 K Equação geral da combustão teórica com excesso de N2: C2H5OH + 3.00 (O2 + 3,76N2) ® 2 CO2 + 3 H2O + 11.28 N2 Entalpia de formação do etanol: hfo = -238660.00 kJ/kmol Entalpia de formação do CO2: hfo = -393520.00 kJ/kmol Entalpia do CO2 na temperatura dada: h(CO2) = 9402.37 kJ/kmol Entalpia de formação do H2O (vapor): hfo = -241820.00 kJ/kmol Entalpia do H2O na temperatura dada: h(H2O) = 9402.01 kJ/kmol Entalpia de formação do N2: hfo = 0.00 kJ/kmol Entalpia do N2 na temperatura dada: h(N2) = 8430.27 kJ/kmol Constante energética: C = 1415944.20 kJ Método de Newton - Raphson para determinação da temperatura adiabática de chama (Tac): Ti(K) h(CO2) h(H2O) h(N2) h'(CO2) h'(H2O) h'(N2) f(T) f'(T) Tf(K) Erro(%) 298.1500 9402.3725 9402.0092 8430.2685 39.2333 35.7904 30.1776 -1273840.00 526.241 2718.7895 811.8865 2718.7895 147059.3728 115535.7631 89200.1715 67.2930 48.2305 35.0161 230959.77 674.259 2376.2510 12.5989 2376.2510 124375.2886 99160.8359 77258.7617 65.1170 47.3619 34.7003 1767.72 663.739 2373.5877 0.1121 2373.5877 124201.8882 99034.7080 77166.3489 65.0992 47.3547 34.6977 0.12 663.652 2373.5876 0.0000 \ Tac = 2373.59 ± 23.74 K \ Tac = 2100.44 ± 21.00 oC Plan2 Plan3
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