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7/24/2019 Calculo de eficiencia de un horno
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CALCULO DE LA EFICIENCI
PROBLDATOS PARA EL PROBLEMA
Flue gas exit temperature 348 FCombustion air temperature 68 F
Ambient air temperature 60 F
fuel gas temperature 77 F
Oxigen in the ue gas (r! basis" 3#$ %&
raiation losses $#' %
fuel omposition) mol#* &ol#%
+etano 36#',
-irogeno $$#8
.tano ,3#4/
.tileno 6#$8ropano 8#$
ropileno '#/'
1utano ,#/$
1utileno $#06
entano 0#44
2itrogeno ,#43
CO 0#74
CO$ 0#,7
-$ 0#0048
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TRMICA DE UN HORNO.uaion eneral e la 5ienia
O2.
e e5ienia termia neta) %
-9 lo:er heat &alue) 1tu*lb of fuel
-a alor sensible el aire entrante) 1tu*lb of fuel
-f alor sensible el fuel entrante) 1tu*lb of fuel
;s peria e alor por himenea) 1tu*lb of fuel
;r peeria por raiaion asumia ) 1tu*lb of fuel
EMAEcuaciones a considerar
as e ombustion < Combustible = .l aire e ombusti>n
+oles teorias el aire e ombustion < +oles e Oxigeno x ,00 * $,
+oles atuales e aire < +oles teorias e aire = .l exeso e aire
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BASE ,00 mol * hr e fuel
masa) lb*hr
+etano 36#', ,6 '84#,6 $,'00-irogeno $$#8 $ 4'#60 ',600
.tano ,3#4/ 30 404#70 $04$0
.tileno 6#$8 $8 ,7'#84 $0$/0
ropano 8#$ 44 360#80 ,//30
ropileno '#/' 4$ $4/#/0 ,/6/0
1utano ,#/$ '8 ,,,#36 ,/670
1utileno $#06 '6 ,,'#36 ,/4$0
entano 0#44 7$ 3,#68 ,/'00
2itrogeno ,#43 $8 40#04 0
CO 0#74 $8 $0#7$ 434'CO$ 0#,7 44 7#48 0
-$ 0#0048 34 0#,6 6''0
?O?A 1! "1#$!%
?O?A) 1?@* lb e fuel
Oxigen in the ue gas (r! basis" 3#$ %
Porcen&a'e en e(ceso de O" ,6#4,6 %
Cantia O$ reuerio $87#'3 mol*hr
Cantia e aire reuerio ,36/#$0 mol*hr
3/706#8, lb*hr
Co)*osici+n de,
moles*hr + +asa lb*h +asa por lb e fuel
CO$ ,37#'3 44 60',#3$ $#8$
-$O $,/#/8 ,8 3/'/#73 ,#84
O$ 0#0048 64 0#307$ 0#00
O$ 40#'4 3$ ,$/7#44 0#60
2$ ,083#,0 $8 303$6#7' ,4#,$
?O?A 1#%1!1/
eria e alor por himenea) ;s ,48,#/'$ btu *lb por fuel
Calor perio por raiaion) ;r ',$#0/4btu *lb por fuel
&ol frai )moles*hr
esomoleular)
lb*mol
; e ombustionneto 1?@*lb
Correion el alor sensible por ombustion e aire)
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-a 3'#4/'4 btu*lb e fuel
Calor entrante $0'$8#$'
.5ienia) e /0#$/
-a*lb e fuel
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SOLUCIN
,$''/440 73#0$ 36#', 73#0$$3'$/60 ,,#40 0 $$#8
8$63/74 47#$$ $6#/8 40#47
3'677/3#6 ,8#84 ,$#'6 ,$#'6
7,/0744 4,#00 $4#6 3$#8
4/$0'3, $6#78 ,7#8' ,7#8'
$,/04',#$ ,$#48 7#68 /#6
$$40$/,#$ ,$#36 8#$4 8#$4
6,7760 3#'$ $#$ $#64
0 0#00 0 0
/00$8#4 0#37 0#74 00 0#00 0 0
,068#/6 0#0, 0 0#0048
#02#"!0/ "#/!%$" 10$!0/ "1!%"#%0!$#
eso moleular el aire $/
% e O$ en el aire $,
+asa e aire reueria* lb e fuel ,8#4/
as e ombustion < Combustible = Aire 4,8'4#6,
+asa e gas e ombustion* lb e fuel ,/#4/
as de Co).us&i+n
6$ ,76#08/ /#$/ ,0#/0
,$8 $3'#/'6 ,4#8' 0#00
44 0#006 0#0003$ 0#00038
'/ 3'#8,6 $#74 3#$,
73 ,034#08' 73#,$ 8'#88
1#%1!2"
Cp aire 0#$4
Cp fuel 0#'3
heating &alue1?@*hr
O$ teorioreuerio mol*hr
CO$ formao por laombustion) mol*hr
-$O formao por laombustion) mol*hr
.ntalpia a lasalia (348"
btu*lb
Contenioalorio) btu*lb of
fuel
1ase humea %9*%mol
1ase sea %9*%mol
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)
-f /#0, btu*lb e fuel
btu*lb e fuel
%
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00
0
0
0
0
0
0
0
0
00
0#0048
!#%
lb*lb of fuel
lb*hr
lb*lb of fuel
O$ formao por laombustion) mol*hr
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8/22
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TABLA DE REACCIN DE COMBUS
B.ACCO2
$ ,
0#' 03#' $
3 $
' 3
4#' 3
6#' 4
6 4
8 '
nitrogeno 0 0
0#' ,
CO$ 0 0
,#' 0
/#' 6
, 0
moles e O$ poraa mol e
sustania
moles e CO$ poraa mol e
sustania
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IN
$ 0
, 03 0
$ 0
4 0
3 0
' 0
4 0
6 0
0 0
0 0
0 0
, ,
7 0
0 ,
moles e -$O poraa mol e
sustania
moles e O$ poraa mol e
sustania
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% Oxigeno
0#' $
0#/ 4
,#3 6,#' 7
,#7 8
$#, ,0
$#' ,$
$#7 ,3#8
3#, ,6
3#' ,8
3#/ $,
4#, $$
4#' $4#84#7 $6
4#/ $8
'#3 30#8
'#' 3$#$
'#7 34
6#3 3/
6#' 4,
6#/ 44#4 f(x" 0#00$' DE4 =
7#, 46#$ 4#38'/ DE =
7#' '0#8 % Oxigeno7#7 '3
7#/ '' 3#$
RELACION ENTRE EL CONTENIDO DE O3I4ENO EN EL 4AIRE
%Aire enexeso
0#' ,#'
0
,0
$0
30
40
'0
60
f(x" < 0#00$'3$8843xF4 G 0#0,,4030/3/x
BH < 0#///873883,
6O" 7s 6
6 Aire en E(ceso
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G0#0,,4 DE3 = 0#$6$' DE$ =
G0#,/'7
,6#4,'8
S DE COMBUSTION 5 EL E3CESO DE
%Aire enexeso ) F(x"
$#' 3#' 4#' '#' 6#' 7#' 8#'
3 = 0#$6$4',,6'8xF$ = 4#38'/04$4$3x G 0#,/'7047,33
ire en e(ceso
6 O"
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4R8FICA DE ENTALPIAS 9S TEO$
? (F" - (1tu*lb"
$00 $0
$80 36
3$0 4,348 44
400 ''
440 6$
'$0 78
600 /$
640 ,00
7$0 ,,0
800 ,30
880 ,4$
/60 ,60,000 ,68
,080 ,80
,$00 $0$
,$80 $$0
,3$0 $$'
,400 $4' f(x" DE
,480 $60 0#,/03
,600 $84
,660 300
,7$0 3,0 348,800 3$$
CO$
? (F" - (1tu*lb"
$00 3,
$80 48
348 6$
360 6'
400 7$
440 84'$0 ,04
'60 ,,'
600 ,$'
680 ,4'
7$0 ,'8
760 ,7,
840 ,87
/$0 $,0
?emperatura )F
0 $00 400 6000
'0
,00
,'0
$00
$'0
300
3'0
f(x" < 0#,/030/$'
BH < 0#///074304
SO
ENTALP
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/60 $$0
,000 $30
,,$0 $66
,,60 $78 f(x" DE3
,$00 $84 G0#00000000/
,3$0 3$4
,360 338,400 3'0 348
,480 374
,'60 3/4
,640 4,8
,680 434
,760 4'7
,800 46/
-$O
? (F" - (1tu*lb"$00 6$
$40 80
$80 ,00
3$0 ,,8
348 ,$8
360 ,38
400 ,''
440 ,7'
480 ,/$
'$0 $,0'60 $30
600 $'0
640 $68
680 $88
7$0 30'
760 3$'
800 34'
840 36' f(x" DE
880 38/ 0#4/'4
/$0 408/60 430
,000 4', 348
,040 470
,080 4/$
,,$0 ',0
,,60 '34
,$00 ''4
,$40 '78
?emperatura )
F
?emperatura )F
TEMPERATURA: ;F
$00 400 600
0
,00
$00
300
400
'00
600
f(x" < 0#4/'4434,0'x G 44#BH < 0#///,4/,/34
H"
ENTALP
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,$80 600
O$
? (F" - (1tu*lb"
$00 $'
$80 4'
360 6'400 7'
440 88
/60 $,0
,000 $$0
,040 $30
,080 $4$
,,$0 $'0
,,60 $6$
,$00 $70
,$40 $8$,$80 $/$
,3$0 30$
,360 3,0 ,
,400 3$$
,440 338
,480 34'
,'$0 3'8 f(x" DE
,'60 370 0#$'3
,600 380
,640 3/0,680 400 348
,7$0 4,0
,760 4$0
,800 430
2$
? (F" - (1tu*lb"
$00 37
$40 46
$80 '73$0 6'
348 73
360 78
400 8'
440 /8
480 ,06
'$0 ,,/
'60 ,$/
?emperatura )
F
$00 400 600 80
'0
,00
,'0
$00
$'0
300
3'0
400
4'0
'00
f(x" < 0#$'3037/,,7x G $
BH < 0#///0708,$/
O"
ENTALPIA: BTU = ,.
$'0
300
3'0
400
4'0
'00
f(x" < 0#0000,,
BH < 0#///866,
N"
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600 ,3/
640 ,',
680 ,60
7$0 ,7,
760 ,8,
800 ,8/
840 $0$880 $,$
/$0 $$$
/60 $3$
,000 $4$
,040 $'3
,080 $63
,,$0 $7$ f(x" DE$
,,60 $86 0#0000,
,$00 $//
,$40 308,$80 3,/ 348
,3$0 33,
,360 343
,400 3''
,440 364
,480 376
,'$0 388
,'60 400
,600 4,,
,640 4$0,680 430
,7$0 44,
,760 4'4
,800 463
?emperatura )
F
$00 400 60
'0
,00
,'0
$00
:
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PERATURA
G$,#83/
.ntalpia
44#3/
800 ,000 ,$00 ,400 ,600 ,800 $000
x G $,#838'0408$
EMPERATURA: ;F
00 ,000 ,$00 ,400 ,600 ,800
6$8'78$.G00'xF$ = 0#$00$40'/08x G ,$#846,''083,
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DE$ DE
0#0000' 0#$00$ G,$#846
.ntalpia
6$#'
G44#4,4
.ntalpia
,$7#//
00 ,000 ,$00 ,400 ,600 ,800
,38'4,877
TEMPERATURA: ;F
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G$8#7'3
.ntalpia
'/#$/
0 ,000 ,$00 ,400 ,600 ,800 $000
8#7'3,36687$
TEMPERATURA: ;F
88x$ = 0#$4'4/467$/x G ,3#060/,7,,68
46
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DE
0#$44' G,3#06,
.ntalpia
73#$4
0 800 ,000 ,$00 ,400 ,600 ,800
TEMPERATURA: ;F
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