1.1.7 Balance de energía [Mi] Flashcards
Cuál es la ecuación general de balance diferencial
dM/dt = m in + r gen - m out - r cons
Qué es una condición de frontera
un valor específico de la variable dependiente (masa) para cierto valor de la variable independiente (tiempo)
Qué forma tiene un balance total de masa
acumulación = dM/dt = entrada - salida
Cuándo se debe plantear las condiciones de frontera
al escribir la ecuación de forma que queden explicitas las variables dependientes e independientes
Cómo se verifica la resolución de la ecuación en un balance de unidades de proceso
1) sustituir t = 0; 2) encontrar un valor asintótico; 3) diferenciar la solución
Cuándo encontrar un valor asintótico no es válido para verificar la resolución de una ecuación de balance
Cuando no se tiene una solución en estado estacionario
En qué se emplean las soluciones de balance obtenidas de las ecuaciones
para una gráfica de la variable -vs- tiempo
Cuál es el balance general para un proceso no reactivo de una sola fase en sistemas abiertos
acumulación = entrada - salida
Qué condición tiene un balance general para un proceso no reactivo de una sola fase en sistemas cerrados
m entrada = m salida = 0
Cuáles son las restricciones para poder usar las ecuaciones en sistemas abiertos y cerrados, de forma simplificada
1) cambios despreciables en Ek y Ep; 2) acumulación =0; 3) independencia de H y U; 4) No hay cambios de fase o rxn químicas; 5) temperatura uniforme en el sistema
Cuáles son los métodos más comunes que se usan para elegir estados de referencia para los cálculos de H
Método de calor de reacción y método de calor de formación
Cuándo se debe usar el método de calor de reacción
cuando hay una sola reacción para la cual se conoce dHr
Cuándo se debe usar el método de calor de formación
es preferible para reacciones múltiples y reacciones únicas para las cuales no es fácil encontrar dHr
Cuál método es más conveniente para procesos que implican varias reacciones simultáneas
el método de calor de formación que implica llevar a los constituyentes elementales de los reactivos y productos en sus estados naturales como referencia para el cálculo de H
A partir de qué puede calcularse el calor estándar de una reacción que incluya soluciones
a partir de los calores de formación de las soluciones
Qué pasa cuando se disuelven un ácido o base fuertes en agua
se disocian en especies iónicas
Cómo pueden determinarse los calores de formación de los iónes
a partir de los calores de solución de tales sustancias
ara qué se emplean los calores de fromación de los iónes
para calcular los calores de formación de soluciones diluidas de materiales muy disociados
Ejemplos de combustibles sólidos
carbón, coque, madera, desechos sólidos en pequeña cantidad
Ejemplos de combustibles líquidos
hidrocarburos obtenidos por destilación de petróleo crudo, alquitrán de hulla, aceite de esquistos, alcoholes obtenidos de la fermentación de granos
Ejemplos de combustibles gaseosos
gas natural, hidrocarburos ligeros obtenidos por tratamiento de petróleo o carbón, acetileno e hidrógeno
Qué es el valor de calentamiento de un material combustible
- dH combustión
Con qué otros nombres se le conoce al valor de calentamiento
valor superior de calentamiento, valor total de calentamiento o valor burdo de calentamiento
En que se basa el valor inferior o neto de calentamiento
en el agua en estado vapor como producto
Qué es la temperatura de flama adiabática
la T más alta posible se alcanza si el reactor es adiabático y toda la energía liberada por la combustión se utiliza para elevar la T de los productos de combustión
Que es combustión
una reacción de oxidación rápida a altas temperaturas
Que es ignción
el incremento rápido de la velocidad de una reacción de oxidación cuando la mezcla de reacción excede determinada T
Qué es la T de ingición
El punto en el cual ocurre el fenómeno de ignición
Que es el retardo de ignición
el tiempo entre el instante en que a mezcla alcanza la temperatura de ignición y el momento de la ignición
Cómo se le conoce al retardo de ignición
encendido
De que depende el valor de la temperatura de ignición
de la proporción de combustible-aire, la presión total del reactor y su geometría
Qué es la temperatura de autoignición
el valor del límite inferior de ignición para cualquier combustible
Cuál es el tiempo promedio de ignición
entre 0.1 y 10 seg
Cómo se disminuyen los retardos de ignición
al aumentar la T por arriba de la autoignición
Cuándo la temperatura de la flama adiabática es igual al punto de ignición de la mezcla
cuándo los valores del porcentaje molar del combustible alcanzan los valores pobre y rico de inflamabilidad
Qué es el rango explosivo
El rango de composición molar del combustible entre los límites de inflamabilidad
Qué es el punto de inflamación de un líquido
la T a la cual dicho líquido desprende suficiente vapor para formar una mezcla inflamable con el aire que está sobre la superficie del líquido
Qué es la velocidad de la flama
la velocidad a la cual el frente de la flama se desplaza en dirección de los gases sin quemas [0.3 - 1 m/s]
De qué factores depende la velocidad de la flama
tipo de combustible, proporción combustible/aire, T y P iniciales de los gases sin quemas, geometría de la cámara de combustión
Cuándo se obtiene una flama estacionaria
cuando la velocidad a la cual salen los gases del tubo es igual a la velocidad a la cual viaja la flama
Cuándo una flama es azul
cuando se combustiona una mezcla bien combinada de aire y combustible y las especies intermedias formadas experimentar transiciones que emiten radiaciones con longitud de onda azul
Cuándo la flama es amarilla
cuando el combustible y el aire no están bien mezclados y la combustión es lenta. El amarillo se da por el brillo en las partículas incandescentes de carbón
Qué es una detonación
cuando la combustión es los bastante rápida y el calor de reacción es lo bastante elevado
Qué es una onda de choque
un frente de alta presión muy bien definido, que viaja por el gas con una velocidad mayor a la de la propagación de la flama
