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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA DE

LA FUERZA ARMADA

UNEFA

MAQUINAS DE GENERACION DE POTENCIATUTOR: BETSI TERANINTEGRANTES:

Juan C Suarez Ch C.I:18656176Samuel Polangelo C.I:20016001Rafael Torres C.I:17943499Seccin: 7T1IE

BARQUISIMETO, MAYO DEL 2010

NDICE

RESUMEN

INTRODUCCIN

DESARROLLOCONCLUSINBIBLIOGRAFAANEXOSREPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA DE

LA FUERZA ARMADA

UNEFA

PROCESO DE COMBUSTION, TIPOS DE COMBUSTIBLE Y CARACTERISTICASTUTOR: BETSI TERAN

RESUMENEn resumen de proceso de combustin y tipos de combustibles tenemos que la combustin consta de procesos qumicos e fsicos la cual es controlada por la energa interna de combustible, la combustin esta generado por un proceso que desprende gran cantidad de calor y luz. Es importante tener en cuenta que para iniciar la combustin de cualquier combustible, es necesario alcanzar una temperatura mnima. Donde tenemos por causa importante resaltar el valor de la combustin en este caso para que se realice la combustin se necesita oxgeno, el cual se encuentra en el aire, el que desperdiciando los gases que se encuentran en pequea proporcin. El proceso de combustin es el ms importante ya que tiende a disminuir, la mayor parte de produccin de energa se hace por combustin de petrleo, tambin es importante reconocer las reacciones de la combustin las cuales son la combustin neutra, combustin incompleta y la combustin completa. La cual la combustin neutra se produce cuando el aire aporta la cantidad justa de oxgeno y lo lleva a productos, la combustin incompleta se produce por fallas de aire no hay oxgeno necesario para que se produzca la oxidacin del carbono, la combustin completa se produce se hace necesario aportar un exceso de aire de oxgeno. Los tipos de combustible son aquellos que estn conformados por ser naturales o primarias las cuales estn presentadas por ser slidos, metales gaseosos y lquidos. Tambin est el tipo Artificial secundaria y estn representadas por ser slidos, gaseosos, lquidos este tipo de combustible no presenta de forma metales. En la combustiona de slidos y lquidos, al soplar un poco se aviva el proceso por aporte de oxgeno, pero al soplar mucho se puede apagar por exceso de enfriamiento o barrido de especies activas. Tambin es importante la formacin de la capa de xido en la combustin de metales.INTRODUCCINEn la naturaleza se presentan procesos que liberan energa y se efectan por fases estos pueden ser lentos o muy veloces todo ello depende de las condiciones, caractersticas, naturaleza interna y factores externos que influyen directamente en el desarrollo de los mismos.Entre estos procesos se encuentra la combustin que es una reaccin qumica que generalmente desprende una gran cantidad de luz y calor lo cual se traduce en energa. La combustin es posible gracias al comburente que es el elemento que permite la combustin y el combustible el cual viene ser el elemento que arde. Otro factor importante para que se realice la combustin es la temperatura, se necesita aumentarla hasta un punto en que los vapores del combustible ardern espontneamente. Todo esto descrito est determinado por tres fases como lo son: la pre reaccin, la fase de oxidacin y por ltimo la fase de terminacin, estas etapas son inherentes e indisolubles proceso qumico.Evidentemente como se puede observar, la combustin no se presenta de forma uniforme al momento de producirse, tal afirmacin es corroborable fcilmente ya que los materiales o elementos involucrados en el proceso de combustin muestran caractersticas distintas y muchas de ellas le son propias, es decir no son comunes con otros.A partir de lo antes mencionado lgicamente la combustin ser ms o menos eficiente dependiendo del combustible y de la calidad del comburente al instante de la reaccin qumica por lo cual ambas cosas se han de tener en cuenta para que el proceso sea lo ms ptimo posible.DESARROLLOCOMBUSTINEs una reaccin qumica en la cual generalmente se desprende una gran cantidad de calor y luz.

En toda combustin existe un elemento que arde y se denomina (combustible) y otro que produce la combustin (comburente), generalmente oxgeno en forma de O2 gaseoso. Los explosivos tienen oxgeno ligado qumicamente por lo que no necesitan el oxgeno del aire para realizar la combustin.

El proceso de destruir materiales por combustin se conoce como incineracin.

Para iniciar la combustin de cualquier combustible, es necesario alcanzar una temperatura mnima, llamada temperatura de ignicin, que se define como, en C y a 1 atm, temperatura a la que los vapores de un combustible arden espontneamente.

La temperatura de inflamacin, en C y a 1 atm es aquella que, una vez encendidos los vapores del combustible, stos continan por si mismos el proceso de combustin.

Para que se produzca la combustin, las 3 condiciones ya nombradas deben cumplirse, es decir que sea: una combinacin qumica, que sea violenta y que produzca desprendimiento de calor. Analizaremos una por una:

1) Debe haber combinacin qumica, los productos finales una vez producida la combustin debe ser qumicamente distintos a los productos iniciales.

Ej. : Antes de producirse la combustin tenemos combustible y oxigeno. Producida la combustin ya no tenemos combustible y oxigeno mezclado, sino gases de combustin.

2) La combinacin qumica debe producirse violenta e instantneamente. Ej. : Una lamina de hierro colocada en la intemperie se va a oxidar lentamente, luego de cierto tiempo, al combinarse con el oxigeno del aire. Pero esto no es combustin sino oxidacin, porque el desprendimiento de calor se produce muy lentamente despus de un tiempo.

3) Debe haber un desprendimiento de calor, se debe liberar cierta cantidad de calor.

Para que se produzca la combustin se necesita oxgeno, el cual se encuentra en el aire, el que desperdiciando los gases que se encuentran en pequea proporcin, esta constituidos por 23 % de oxgeno y 77% de nitrgeno.

Tambin es necesario que la temperatura en algn punto de la mezcla de oxgeno y combustible, adquiera un determinado valor.

Una combustin se considera imperfecta, cuando parte del combustible, que entra en reaccin, se oxida en grado inferior al mximo, o no se oxida.

La combustin es completa cuando el combustible quema en su totalidad, ya sea perfecta o incompleta.

Todos los combustibles utilizados en los diversos procesos industriales estn constituidos nicamente por dos sustancias qumicas, el carbono y el hidrgeno los cuales estn unidos entre s, formando los diversos combustibles utilizados.

La propagacin de calor debe cesar para un valor finito de la velocidad de inflamacin. Por lo tanto, la buena combustin esta comprendida dentro de dos valores, lmites definidos de la velocidad de inflamacin de la llama, y son los llamados lmites inferiores de inflamacin que se produce cuando falta combustible, y lmite superior de inflamacin que es cuando falta oxgeno.

REACCIN DE COMBUSTINSe trata de una reaccin de oxidacin con la particularidad de que se realiza muy rpidamente, es exotrmica. Esta reaccin se produce entre los elementos combustibles de un combustible y el oxgeno del comburente. Para que un combustible sufra la combustin, es necesario que alcance su temperatura de ignicin. Se define el punto de ignicin de un combustible como la temperatura a la cual, una vez iniciada la llama, esta ya no se extingue. Es esta temperatura de 20 a 60C ms alta que la temperatura de inflamacin.

En una reaccin de oxidacin tendremos

Primer MiembroSegundo Miembro

Combustible + comburenteGases de combustin + calor

Combustible: Toda sustancia capaz de arder

Comburente: Sustancia que aporta el oxgeno para que el combustible sufra oxidacin

FASES DE LA REACCIN DE COMBUSTIN

Se pueden distinguir tres fases en la reaccin de combustin:

Fase de prerreaccin (formacin de radicales). Los compuestos hidrocarbonados se descomponen dando lugar a la formacin de radicales, que son unos compuestos intermedios inestables y muy activos, para que de este modo el carbono y el hidrgeno puedan reaccionar con el oxgeno.

Fase de Oxidacin: En esta fase se produce la combinacin entre los elementos y el oxgeno. Es una fase muy exotrmica y es cuando tiene lugar la propagacin de la llama.

Fase de Terminacin: Aqu es cuando se forman los compuestos estables. El conjunto de estos compuestos es lo que llamamos gases de combustin.

CLASES DE REACCIONES DE COMBUSTINLas reacciones se pueden clasificar segn el modo en el cual transcurran de la siguiente manera:Combustin Neutra

Es aqulla que se produce cuando el aire empleado aporta la cantidad justa de oxgeno para que todos los reactivos de transformen en productos. Para que la estequiometria se cumpla, hay que considerar TODOS los elementos que sufren la reaccin de combustin en el combustible. Cuando la reaccin tenga lugar totalmente, entonces no habr H, O, S y C, que se transformarn en productos correspondientes que irn en los gases de combustin. Como inertes aparecer, por lo menos, el nitrgeno.

A veces, a los gases de combustin se les llama poder comburvoro o poder fumgeno. Se define ste como los gases hmedos totales procedentes de una combustin neutra o estequiometria (de todos los elementos combustibles e inertes tambin)

Combustin Incompleta

Es aqulla en la que por defecto en el suministro de aire no hay oxgeno necesario para que se produzca la oxidacin total del carbono. Esto quiere decir que no todo el carbono se va a transformar en CO2 y aparecer como producto de combustin de CO. Aparecen entonces los inquinados. Los inquinados tambin se pueden producir por defecto en el aparato quemador. Los inquinados se definen como la materia combustible que ha quedado sin quemar o parcialmente quemada. Pueden ser de dos clases:

Slidos: Carbono (holln). Provocan un ennegrecimiento de los humos de combustin

Gaseosos: CO, H2Cuando aparecen inquinados es seal de que no se ha aprovechado bien el combustible, por lo que la combustin que se est realizando es mala y se deberan tomar medidas de algn tipo para mejorarla.

Combustin Completa

Para que se produzca una combustin completa se hace necesario aportar un exceso de aire, es decir, de oxgeno. El exceso se realiza sobre la cantidad estequiomtricamente necesaria para que todos los productos combustibles sufran la oxidacin (tanto el C como el O el H). En este caso no se van a producir inquemados. En la prctica se hace difcil conseguir la combustin completa. Por ello es necesario aportar un exceso de aire. El exceso de aire se define como la cantidad de aire por encima del terico que hay que aportar para que se realice la combustin completa del combustible.Clasificacin de los Combustibles

Naturales o primarios:-Solidos: Carbn, madera y otros tipos de biomasa, aunque pueden incluirse muchos metales (son demasiado caros y solo se usan para destello trmico o luminoso).A veces se incluye entre los combustibles slidos en sentido amplio el uranio, aunque el proceso que con l se realiza no es de combusti6n sino de desintegracin radiactiva.

-Lquidos: Petrleo y sus derivados (gasolina, gas6leo y fuel6leo).

-Gaseosos: Gas natural y gases licuados del petrleo (GLP).Artificiales o secundarios:

-Solidos: Coque (destilado de la hulla), carbn vegetal (destilado de madera a unos 250 OC; madera + calor + carbn vegetal + licores pirolefiosos+gas+alquitran), Aglomerado de hulla (ladrillos de aglomerado de menudos de hulla con brea), Biomasa residual (basura y desages humanos, estircol, paja, panochas, etc.).

-Lquidos: Alcoholes (destilados de la biomasa), aceites de nafta y benzol (destilados del petrleo).

-Gaseosos: Destilados de la madera (gas pobre, compuesto de CO y H2O y obtenido quemando madera a 900 C con 113 del aire terico), destilados de la hulla (gas de aire, conteniendo principalmente CO, y gas de agua o gas ciudad antiguo, Conteniendo principalmente H2O y CO), destilados de las naftas del petrleo (gas Ciudad moderna, conteniendo principalmente H2O y CH4). En el futuro se podra generar hidrogeno por descomposicin timica del vapor de agua a T>2500 K, aunque no vale la energa solar (400 K) ni siquiera la de fisin nuclear (1500 K). Los aparatos para producir gas combustible artificial se llaman gasgenos.

Las propiedades ms relevantes de los combustibles son: la composicin (y contenido de impurezas), la entalpia estndar de reaccin (tambin llamada poder calorfico, en valor absoluto); la densidad, viscosidad y coeficiente de dilatacin (para el almacenamiento y Transporte); la entalpia de vaporizaci6n (conviene que sea baja); la presin de vapor (Conviene que sea alta para que no haya que gasificar artificialmente); los lmites de ignicin (por chispa), autoinflamaci6n y extincin, la toxicidad y la compatibilidad con otros Materiales (tubos, juntas, vlvulas, bombas, etc.).Caractersticas de la CombustinSe consideran aqu las caractersticas de la reaccin de combustin, dejando aparte los procesos que conducen a las condiciones iniciales (dosado) y los que tiene lugar con los Productos de la combustin. La caracterstica ms sobresaliente de la reaccin de combustinEs la aparicin de una llama visible, y posteriormente se describirn las caractersticas propias de las llamas. La aparicin de una llama es tan representativa que, aun a pesar de reconocer la existencia de Llamas invisibles, de llamas fras, de llamas mortecinas (la de un cigarrillo, la de las ascuas), etc., se puede restringir el estudio de la combustin a los procesos con llama, dejando los otros procesos de oxidacin exotrmica antes mencionados para un anlisis ms general de procesos reactivos. Un ejemplo cercano y muy instructiva de estos procesos de oxidacin Exotrmica (combustin sin llama) lo constituyen las estufas catalticas, donde un flujo de Butano (la combustin cataltica de otros hidrocarburos no est tan desarrollada) es dirigido a una matriz porosa ( almina) donde se encuentra el catalizador ( platino) a la que tambin llega aire ambiente; si el catalizador esta frio no hay reaccin, pero basta con que se caliente la matriz hasta unos 500 K (aunque la temperatura de funcionamiento normal es de unos 750 K) para que la mayor parte del butano reaccione con el oxgeno en la superficie del catalizador y genere calor suficiente para mantener la matriz caliente frente a las prdidas de Calor al ambiente (que dicho sea de paso, es el objetivo de la estufa). Como no se alcanzan Altas temperaturas, no se ve la emisin de radiacin (lo cual es un inconveniente psicolgico de este tipo de estufas), y parte del butano no llega a reaccionar, detectndose tpicamente una concentraci6n del 5% en los gases de salida, que puede llegar al 10% al cabo de unos aos de funcionamiento (los catalizadores envejecen).

Luego las variables que influyen en el proceso de combustin son:

- La composicin (relacin combustible / comburente y relacin gas inerte / comburente),

- La temperatura,

- La presin,

- El campo de velocidades,

- La presencia de catalizadores (sustancias que aunque no parecen reaccionar, porque no se consumen, controlan el progreso de la reaccin).Motores de Combustin

La combustin puede ser aprovechada para efectuar trabajo una forma de hacerlo es a travs de motores que funcionan por accin de la combustin, entre los principales se encuentran:Motor de Combustin InternaEs un tipo de mquina que obtiene energa mecnica directamente de la energa qumica producida por un combustible que arde dentro de una cmara de combustin, la parte principal de un motor. Se emplean motores de combustin interna de cuatro tipos:

El

Otto" motor de explosin ciclo Otto, cuyo nombre proviene del tcnico alemn que lo invent, August Otto" Nikolaus August Otto, es el motor convencional de gasolina que se emplea en automocin y aeronutica.

El diesel" motor diesel, llamado as en honor del ingeniero alemn nacido en Francia Rudolf Diesel, funciona con un principio diferente y suele consumir gasleo. Se emplea en instalaciones generadoras de energa elctrica, en sistemas de propulsin naval, en camiones, autobuses y automviles. Tanto los motores Otto como los diesel se fabrican en modelos de dos y cuatro tiempos.

El Wankel" motor rotatorio.

La turbina de combustin.

Motor de Combustin Externa

Es una mquina que realiza una conversin de energa calorfica en energa mecnica mediante un proceso de combustin que se realiza fuera de la mquina, generalmente para calentar agua que, en forma de vapor, ser la que realice el trabajo, en oposicin a los motores de combustin interna, en los que la propia combustin, realizada dentro del motor, es la que lleva a cabo el trabajo.

Los motores de combustin externa tambin pueden utilizar gas como fluido de trabajo (aire, H y He los ms comunes) como en el ciclo termodinmico Stirling" Stirling.

Clasificacin de los Motores TrmicosPara la clasificacin de los motores trmicos, adems de los criterios ya mencionados en el caso de mquinas de fluido, se tienen en consideracin dos aspectos adicionales:

Si el fluido es condensable (agua) o no condensable (aire).

Si el proceso es de combustin externa o interna.

Mquinas de Combustin InternaEn las mquinas de combustin interna, son los gases de la combustin los que circulan por la propia mquina. En este caso, la mquina ser necesariamente de ciclo abierto, y el fluido motor ser el aire (no condensable) empleado como comburente en la combustin.

Motores de Combustin Interna

de gas" Turbina de gas de ciclo abierto

Wankel" Motor Wankel, Quasiturbina

AlternativoEncendido por compresinMotor diesel

Motor de explosin (Otto,

Miller" Miller,

de mezcla pobre" de mezcla pobre, de Atkinson" Ciclo Atkinson)

espacial" Cohete espacial de propulsante lquido/slido

Aerorreactor sin compresorEstatorreactorPulsorreactor

Aerorreactor con compresorTurborreactorTurbofnTurbohlice

Mquinas de Combustin ExternaSi la combustin es externa, el calor de la combustin se transfiere al fluido a travs de una pared, por ejemplo en un intercambiador de calor. Este tipo de mquinas no exige un proceso de combustin, como sucede en las instalaciones nucleares, si bien es el procedimiento usual. Dado que el fluido motor no sufre degradacin alguna, estas mquinas pueden ser de ciclo cerrado, a lo que actualmente se tiende por razones econmicas.

Motores de Combustin Externa

FluidocondensableTurbomquinaTurbina de vapor ciclo abierto o cerrado

AlternativoMquina de vapor ciclo abierto o cerrado

de gas" Turbina de gas de ciclo cerrado

Stirling" Motor Stirling

CONCLUSIN

El proceso de combustin por depender de los materiales que se combinan para arder requiere que alcance la temperatura mnima para que la misma se efecte, tal temperatura es conocida como ignicin y viene a ser la fase donde se desprende calor y se forma la llama lo cual origina su vez desprendimiento de energa, todo lo referente a la combustin e ignicin no ser constante para todo elemento sino que ser de acuerdo las caractersticas constitutivas de los ellos cuando se combinan para arder y reaccionar.Para que se produzca la combustin tiene que ocurrir una combinacin qumica violenta la cual desprenda calor al mismo tiempo debe de ser instantnea y agresiva culminando con un desprendimiento de calor por accin de la constitucin qumica de los materiales.Referente a la clasificacin de la combustin ser incompleta cuando el oxgeno suministrado es insuficiente para que se produzca la oxidacin total del combustible, del mismo modo ser combustin completa si se aporta un exceso de oxgeno al realizarse el proceso de combustin esto quiere decir una cantidad de oxigeno mayor del valor que se requiere para se lleve a cabo el dicho proceso y el otro tipo de combustin es la neutra que aporta la cantidad precisa de oxgeno para que los reactivos se transformen en productos. Estos tres tipos de combustin suceden por influencia directa de la reacciones qumicas como se saben las reacciones varan conforme a los elementos que las producen.Por ultimo las caractersticas del proceso de combustin son variables que lo influencian directamente y entre estas variables se consideran: la temperatura, presin, campo de velocidades, la composicin la cual viene dada por la relacin combustible-comburente y la relacin gas inerte-comburente, unindose a todos estos los catalizadores. De todas estas variables la combustin depender y a su vez las mismas condicionaran su naturaleza.

BIBLIOGRAFIAhttp://www.textoscientificos.com/energia/combustibles/teoria-combustionhttp://www.textoscientificos.com/energia/combustibles/origen-clasificacionhttp://html.rincondelvago.com/combustion.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Combusti%C3%B3nhttp://www.bizkaia.net/home2/Temas/DetalleTema.asp?Tem_Codigo=3734&Idioma=CAhttp://es.wikipedia.org/wiki/Motor_t%C3%A9rmicoANEXOS

TETRAEDRO DEL FUEGO

COMBUSTION COMPLETA

COMBUSTION INCOMPLETA

MOTOR DE COMBUSTIN INTERNA

MOTOR DE COMBUSTION EXTERNA