Primer examen parcial Diseño de equipo térmico‐

Periodo 2014B

Docente: Dr. Bernd Weber 30 de septiembre 2014

PARTE 1 (4 Puntos cada una)

1. . Las bombas de los quemadores diesel bombean un sobrante de combustible. ¿ Qué pasa con el (dos posibilidades)?

2. ¿En qué unidad se especifica el caudal nominal de una boquilla de atomización y a qué se refiere el término "nominal"?.

3. ¿Explica cuales son las zonas que se distinguen en un hogar de lecho de parilla?4. ¿Cuál es la diferencia entre un cono hueco y un cono sólido en una boquilla de atomización?5. ¿Qué fluidos secundarios se utiliza en los quemadores de aceite tipo inyectores?6. Los lechos fluidizados utilizan materiales secundarios para efectuar la incineración. ¿Cuáles

son y qué función tienen?

PARTE 2

1. La producción de metanol a partir de gas de síntesis es según de la reacción: CO+2H2 --> CH3OH calcula la composición de equilibrio (condiciones iniciales son según de la estequiometria) para una temperatura de 250°C y 50 atm. ΔG°298=-161.6 kJ/mol. Puede calcular Kp523K con la ecuación de van't Hoff (hR=-90.7kJ/mol). (27 Puntos). (33 Puntos)

2. 1. Se pretende diseñar un hogar de parilla para una caldera acuatubular que requiere generar 150 000 kW con 7000 horas de operación al año y una eficiencia de 86%. Se puede seleccionar entre antracita y carbón subbituminoso. La antracita tiene un precio de 93USD la tonelada, mientras que el carbón subbituminoso cuesta 75USD la tonelada. El carbón bituminoso tiene un PCS de 23732 kJ/kg y un PCIAN de 22400 kJ/kg, mientras que la antracita tiene un PCS de 35800 kJ/kg y un PCIAN de 33200 kJ/kg. Se puede elegir entre un hogar con paredes refrigeradas, usando antracita o uno con paredes refractarias, usando carbón subbituminoso. (42 puntos)

a). Calcule el volumen del hogar en función del régimen de liberación de calor para las dos opcionesb). Determine el costo del hogar en cada opciónb). Determine el costo del combustible mensual e indique en cuanto tiempo se recupera la inversión, por seleccionar el hogar más caro.c). Estima la temperatura de los escapes en la salida del hogar (cp escape=1.12 kJ/(kg K); Qhogar=2*105 MJ/h y una relación de mcomb/maire=1/12). Tentrada aire y combustible= 25°C; No existen cenizas.d). Determina el flujo másico de aire para un λ =1.2 si se considera el carbón bituminoso con la siguiente composición en estado húmedo. 58.3% de C, 4.9% de H2, 20.6% de O2, =.89 de N2, 0.57% de S y 7.5% de cenizase). Calcula la humedad del combustible bituminoso si el poder calorífico (PCSWF) es de 27200 MJ/kg