09 - Problemas de combustión - Para resolver

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL 
FACULTAD REGIONAL HAEDO 
 
 
 
 
QUÍMICA APLICADA 
 
 
CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA 
 
 
 
 
Guía de trabajo práctico Nº 1 
 
PROBLEMAS DE COMBUSTIÓN 
 
 
 
 
Docente: Ing. Rubén A. Zavala 
 Ing. Alejandro P. Chiaravalloti 
 
 
Año 2022 
Problema 1 
En un motor de combustión interna naftero, que consume C8 H18 (fórmula simplificada). 
a) Determinar la relación estequiométrica para dicho motor y el poder calorífico de la nafta. 
b) Determinar la relación másica aire-combustible para una mezcla pobre, con un 8% de exceso 
de aire. 
c) Determinar la relación másica aire-combustible para una mezcla rica, con un 8% en defecto de 
aire. 
 
Problema 2 
Para un combustible que está compuesto por C8 H18 (nafta) al 70% y C2 H5 OH (alcohol etílico) al 
30% que será usado en un motor naftero. 
a) Calcular el poder calorífico del combustible. 
b) Determinar la relación estequiométrica para dicho motor. 
c) Determinar la relación másica aire-combustible para una mezcla pobre, con un 8%de exceso 
de aire. 
d) Determinar la relación másica aire-combustible para una mezcla rica, con un 8% en defecto de 
aire. 
 
Problema 3 
Para un motor gasolero, que se está combustionando gas oil base con biodiesel = B30. 
a) Calcular el poder calorífico del combustible. 
b) Determinar la relación estequiométrica para dicho motor. 
c) Determinar la relación másica aire-combustible para una mezcla pobre, con un 8% de exceso 
de aire. 
d) Determinar la relación másica aire-combustible para una mezcla rica, con un 8% en defecto de 
aire. 
El combustible B30 está compuesto por C14 H30 (gas oil) al 70% y 
CH3 (CH2)7 CH = CH(CH2)7 COOH3 (biodiesel). 
 
Problema 4 
Para un motor marino que quema una mezcla de gas oil al 40% y fuel oil al 60%, con un consumo 
de 200 litros por hora, 
Densidad de la mezcla 850Kg/m³. 
a) Determinar el poder calorífico del combustible. 
b) Determinar la energía neta entregada por el cigüeñal, sabiendo que la eficiencia de la 
transformación de energía calórica en mecánica es de 42%. 
 
 
Problema 5 
En una caldera que se combustiona gas metano, con un consumo de 1000m³ por día, el cual 
posee una densidad de 0,802 Kg/m³. 
a) Calcular el consumo de aire necesario, sabiendo que se trabaja con un exceso del 20%. 
b) Calcular los componentes de los gases de la chimenea. 
 
Problema 6 
En una caldera donde queman 150 litros de gasoil oil de composición C16H34 con 25% de exceso 
de aire. 
Indicar la ecuación química correspondiente. 
Se desea calcular: 
a) La relación aire / combustible expresado en m³ /Kg y Kg/Kg. 
b) Peso de los gases de la chimenea. 
Volumen especifico del aire = 0,844 m3/kg 
Densidad de la mezcla 850Kg/m³. 
 
Problema 7 
En una caldera que es alimentada por una mezcla de propano al 45% y butano al 55% con un 
exceso de aire de 30%. 
Indicar la ecuación química correspondiente. 
Se desea calcular: 
a) La relación aire / combustible expresado en m³ / Kg u Kg/Kg. 
b) Porcentaje en peso de los gases en la chimenea. 
 
Problema 8 
Calcular el poder calorífico de un combustible marino IFO 60 cuya composición es: 
C = 0,846 Kg 
H = 0,127 Kg 
S = 0,017 Kg 
N = 0,01 Kg 
 
 
 
Problema 9 
En una central termoeléctrica se quema gas oil (C14 H30) a razón de 250 Kg por cada hora, 
sabiendo que su poder calorífico es de 9800 Kcal / Kg. 
Se desea calcular: 
a) El calor generado por cada hora conociendo que la eficiencia del proceso es del 90%. 
b) La relación de los m³ de aire por Kg de combustible en cada hora teniendo en cuenta que a los 
efectos de optimizar el proceso se aplica un exceso de aire del 20%. 
 
Problema 10 
En un establecimiento industrial se requiere diariamente una cantidad de energía equivalente a 
7x10 (7) Kcal, por lo cual se dispone de una caldera que utiliza kerosene (C12 H24) y su poder 
calorífico de 9800 Kcal / Kg. 
Se desea saber: 
a) La cantidad de combustible necesario considerando una eficiencia del proceso de 90%. 
b) La cantidad de aire necesario para una correcta combustión expresado en m³ considerando 
que será necesario un exceso del 20% de aire. 
 
Problema 11 
En un proceso industrial se consumen 400Kg / h de gas propano (C3 H8). 
Se desea calcular: 
a) La cantidad de m³ de aire utilizado por cada hora teniendo en cuanta que se trabaja con un 
exceso de 20% de aire. 
b) La energía entregada por cada hora. Poder calorífico del gas 11500 Kcal / Kg y la eficiencia del 
proceso es de 90%. 
Problema 12 
En el quemador de un horno donde se consume 500 m³ / día de gas natural. 
Poder calorífico del gas natural 12500 Kcal / Kg y densidad del gas 0,802 Kg/m³. 
a) Calcular la energía generada por hora considerando una eficiencia del 90%. 
b) La cantidad de m³ de aire utilizado por cada hora teniendo en cuenta que se trabaja con un 
exceso de 20% de aire. 
 
 
 
 
 
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