Fundamentos y Procesos de Combustión: Conceptos Técnicos Esenciales

Prueba Número (1)

1. Definición de Combustión

La combustión es una reacción química exotérmica de oxidación entre dos o más sustancias (combustible y comburente) que se realiza a gran velocidad.

1b. Clases de Combustión

• Combustión perfecta: λ = 1 (Productos: CO₂, H₂O, N₂).
• Combustión completa: λ > 1 (Productos: CO₂, H₂O, N₂, O₂).
• Combustión incompleta: λ < 1 (Productos: CO₂, CO, N₂, H₂O).
• Combustión imperfecta: λ << 1 (Productos: CO₂, CO, H₂O, hollín, CₓHᵧ).

1c. Poder Calorífico

Se define como la cantidad de calor liberado en la combustión al enfriar los productos hasta una condición original de referencia (25 °C y 1 atm).

• Poder Calorífico Superior (PCS): Es el valor más alto, ya que incluye el calor latente de condensación del vapor de H₂O presente en los productos.
• Poder Calorífico Inferior (PCI): Es aquel que no toma en cuenta la condensación del vapor de H₂O en los productos.

2. Componentes de la Combustión

• Reactivos: Sustancias presentes antes de la combustión (hidrocarburos y aire).
• Productos: Sustancias presentes después de la combustión (CO₂, H₂O, SO₂, NOₓ).

3. Clasificación de Hidrocarburos

• C₈H₁₆: Octeno
• CH₄: Metano
• CH₃OH: Metanol
• C₈H₁₈: Octano
• C₁₂H₂₆: Dodecano
• C₂H₄: Etileno

4. Gases de Combustión

Indique los nombres de los gases formados por combustión incompleta, craqueo térmico, aditivos del combustible y por efecto de la radiación solar.

5. Estequiometría de la Combustión

Para el hidrocarburo propuesto, determine la cantidad de átomos de oxígeno necesarios para formar agua y dióxido de carbono.

5b. Proceso con Exceso de Aire

Durante la combustión de octano con un 150% de aire teórico (combustión completa):

• Determine la relación aire-combustible.
• Calcule la temperatura del punto de rocío de los productos.

6. Condiciones y Normativa

• Condiciones iniciales: ¿Qué se requiere para iniciar un proceso de combustión?
• Ciclo Otto: Motores con λ = 0.9 frente a λ = 1.12. Explique tres razones que justifican esta diferencia.
• Normativa: ¿Qué establece el Decreto Supremo N° 211, artículo 8, respecto a procedimientos y certificación de gases en motores de encendido?