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Combustão Problema prático III
Cálculo da Temperatura de chama isocórica adiabática

Dados:
Combustível – Butano ()
Riqueza da mistura ar-n-butano Ø – 1,2
Temperatura inicial - = 500K
Pressão inicial - = 0,1 Mpa
Entalpia de formação do combustível no estado gasoso e a 500K = - 100.692 kJ/mol.
A equação química para a condição de estequiometria é (1)

Ou, de outra maneira: (2)
Onde:
a =4; b =10; é a composição química do ar (simplificado)

Voltando à equação 2 :

(3)
Substituindo agora os valores obtidos na equação (1), a solução da equação fica: (4)
Portanto, o número de moles dos reagentes, , é igual a: (5)
O número total dos produtos da reação (queimados), é: (6)

A fracção molar dos produtos é:

(7)

Pela primeira lei da termodinâmica: (8)

A equação dos gases perfeito é: pV=nRT (9)
A constante dos gases perfeitos,
Para processos isocóricos (Volume constante), , e adiabáticos, , A equação (8) fica: (9) (10)
A entapia dos reagentes é dada por:

A entapia dos produtos é dada por:

A entalpia dos reagentes é:

A energia interna dos reagentes é:

O cálculo da temperatura de combustão isocórica adiabática é determinado iterativamente, utilizando T = 2900K como “tiro” inicial.
Assim, para a temperatura de T = 2900K consultando as Tabelas de propriedades termoquímicas da NASA:

Assim, a entalpia dos produtos a 2900K é:

A energia interna dos produtos da combustão a 2900 K é:

× 2900

Sabendo que a temperatura de combustão é superior a 2900K, calcula-se a entalpia para 4000K(p.e.), com o objectivo de verificar se a temperatura de chama está nesse intervalo.

Portanto, a energia interna dos produtos para T=4000K é:

Podemos agora concluir que a temperatura de chama se encontra entre 2900K e 4000K.

Daqui se obtém-se
-3383,634058
Sabendo que o processo é isocórico a pressão final pode ser estimada recorrendo à equação dos gases perfeitos:

A capacidade calorífica molar dos