¿Cómo determinarla cantidad de metano necesaria, en g/s, para producir vapor?
Determinar la cantidad de metano necesaria, en g/s, para producir vapor en las siguientes condiciones:
Datos
Vapor producido: 9.3 kg/s
Presión de vapor: 400 kPa
Temperatura del vapor: 400 K
Temperatura del agua: 15 ºC
Porcentaje del calor aprovechado del combustible: 68 %
Calor de combustión del metano: 890 kJ/mol
Para el agua:
Estado Temperatura K Presión kPa Entalpía kJ/kg
Agua 341.15 400 63.3
Vapor 400 400 533.6
Datos
Vapor producido: 9.3 kg/s
Presión de vapor: 400 kPa
Temperatura del vapor: 400 K
Temperatura del agua: 15 ºC
Porcentaje del calor aprovechado del combustible: 68 %
Calor de combustión del metano: 890 kJ/mol
Para el agua:
Estado Temperatura K Presión kPa Entalpía kJ/kg
Agua 341.15 400 63.3
Vapor 400 400 533.6
1 Respuesta
Respuesta
1
Flujo másico de metano = x
9,3·[(533,6-63,3)+4,18·(68-15)]=0,68·890·(1/0,016)·x
x = 0,17 kg/s = 170 g/s
Un saludo, Vitolinux
9,3·[(533,6-63,3)+4,18·(68-15)]=0,68·890·(1/0,016)·x
x = 0,17 kg/s = 170 g/s
Un saludo, Vitolinux
Veo que multiplicas el vavpor producido por la variación de la entalpía, pero luego de eso no entiendo a que corresponde el 4,18 y por que restas 68 - 15.
Resto las entalpías ya que éstas son funciones de estado y están referidas normalmente en la bibliografía para el agua a 0 ºC y 1 atm de presión. Aunque aquí la presión sea 4 veces superior, no influye considerablemente en el valor de la entalpía. Ya que están referidas a esta temperatura tengo que calcular el salto entálpico desde la temperatura de 68 ºC a la de 15 ºC inicial del agua gracias a la ecuación del calor sensible Q=mCdT que coincide con la entalpía en procesos a presión constante. Dado que el calor específico del aguaes 4,18 J/(g·ºC) y la dT = (68-15) ºC.
Pero en la única parte de enunciado donde dice 68, se refiera a el porcentaje de aprovechamiento del calor aprovechado por del combustible.
La temperatura del agua a la que se refiere la entapía es 341,15 K, que equivale a 68 ºC. La fracción de aprovechamiento del combustibel aparece en el segundo término de la ecuación.