Combustion Fyq

PROCESOS DE COMBUSTIÓN
FERNNDO ZURERA LLORCA
25 DE ENERO DE 2019
ÍNDICE
-Introducción
-Combustión en las centrales térmicas:
1. Definición
2. Tipos
3. Fases de la producción de la electricidad
4. Conclusión
-Combustión en la automoción:
1. Como se produce
2. Conclusión
-Combustión en la respiración celular:
1. Transformación de energía a partir de alimentos
1.1. Principal fuente de energía
1.2. Transformación de energía
1.3. Conclusión
-Practica
1. Pasos
INTRODUCCIÓN
La Combustión es un proceso químico de oxidación rápida que va

acompañado de desprendimiento de energía bajo en forma de calor y
luz. Para que este proceso se dé, es necesario la presencia de un
combustible. El material que es capaz de arder y se combina con el oxígeno,
se conoce como combustible. En las combustiones ordinarias el
combustible es una sustancia compuesta, como hidrocarburos (gas de
petróleo, gasolina, kerosene, parafina, etc.), existen otros compuestos
como el hidrógeno, el azufre, el papel, la madera, etc. El oxígeno, elemento
esencial para que se produzca y continúe el proceso de oxidación, se conoce
como comburente.
El combustible debe alcanzar una temperatura mínima para que pueda
arder, esta temperatura es la denominada punto de ignición o temperatura
de inflamación. Los materiales combustibles tienen una temperatura de
inflamación baja y entran con facilidad en combustión.
COMBUSTIÓN EN LAS CENTRALES TÉRMICAS
1.Las Centrales Térmicas Eléctricas o Termoeléctricas son aquellas que

transforman la energía química contenida en un combustible en energía
eléctrica. . El combustible se quema y produce calor, que calienta agua y la
pasa a vapor en alta presión. Este vapor golpea una turbina que hace girar
un generador eléctrico (alternador) y produce electricidad.
2.Tipos de Centrales Térmicas según el combustible:
- Centrales Térmicas de Carbón: El combustible utilizado para calentar

el agua es el carbón. Las centrales eléctricas de carbón son las plantas de
generación de energía más comunes en el mundo.
- Centrales Térmicas de Fuel: Se quema fuel para conseguir el calor. Tan
sólo un 5% de la electricidad que se consume en España procede de
centrales alimentadas con combustible líquido. Esta electricidad se
emplea para cubrir las puntas de demanda.
- Centrales Térmicas de Ciclo Combinado: Utiliza gas natural, gasóleo o
incluso carbón preparado para alimentar una turbina de gas. Luego los
gases de escape de la turbina de gas que todavía tienen una elevada
temperatura, se utilizan para producir vapor que mueve una segunda
turbina, esta vez de vapor de agua.
- Centrales de Biomasa : Se quema biomasa. Utiliza el mismo
procedimiento que las de carbón.
- Centrales de Residuos Sólidos Urbanos : Se queman los residuos
sólidos urbanos o RSU en la caldera para producir calor.
- Centrales Nucleares : El calor para calentar el agua se consigue por la
reacción de fisión de átomos de uranio.
- Centrales Solares Térmicas : El calor de los rayos solares se recogen
en paneles solares para luego calentar el agua.
CENTRAL TÉRMICA DE CARBÓN CENTRAL DE BIOMASA
3.Fases para la Producción de Electricidad en las Centrales

Térmicas:
1- El combustible se quema y el calor generado se transmite a un agua

pura que entra por unas tuberías. También se mete oxígeno para que
se pueda producir la combustión.
2- Esta agua según va subiendo por la tubería y va cogiendo calor
transformándose en vapor de agua con alta presión.
3- El vapor pasa por un sistema de conducción y se libera golpeando las
palas de una turbina de vapor provocando su movimiento a gran
velocidad(generamos energía mecánica rotatoria).
4- En esta etapa final, el vapor que sale de la turbina una vez golpeado
los álabes, se enfría, se condensa y regresa al estado líquido. Pero al
no llegar del todo fría esta agua se vuelve meter en la tubería para
ahorrar energía, por lo que es un circuito cerrado.
En esta imagen se aprecia muy bien las distintas fases de la producción de energía en
las centrales térmicas.
En conclusión, si no existiese la combustión de los materiales para
poder producir calor y calentar algunas sustancias no podríamos extraer
tanta energía como lo hacemos en las centrales térmicas y tendríamos
que usar otros métodos mucho menos eficientes y más caros.
COMBUSTIÓN EN LA AUTOMOCIÓN
La importancia de la Combustión en la automoción, radica en que la
mayoría de los automóviles utilizan motores de combustión interna para su
funcionamiento. Aunque actualmente se están desarrollando y se fomenta
el uso de automóviles eléctricos, la mayoría aun utilizan este tipo de
motores, donde se utiliza la energía calórica de la combustión para accionar
los pistones que impulsarán el movimiento del coche.
1. ¿Cómo se produce este proceso de combustión?
La gasolina está compuesta principalmente de hidrocarburos.

Dentro de un motor los hidrocarburos en el combustible, normalmente sólo
reaccionan con el oxígeno durante el proceso de combustión para formar
vapor de agua y dióxido de carbono, creando el efecto deseable de calor y
la presión dentro del cilindro.
A medida que el pistón se mueve hacia arriba durante la carrera de

compresión, un aumento rápido de presión se produce en el interior del
cilindro, causando que la mezcla aire / combustible se caliente. Si la mezcla
aire combustible es elevada a cierta temperatura, esta puede encenderse y
hacer explosión, por lo tanto, durante este momento, la propiedad
antidetonante o índice de octano del combustible es fundamental para
prevenir que el combustible explote. El calentamiento de la mezcla se
vuelve crítica a medida que el pistón se aproxima al Punto Muerto Superior
y la presión y temperatura aumentan.
Justo antes de que el pistón alcance el punto muerto superior, la bujía
enciende la mezcla de aire y combustible en la cámara de combustión,
iniciando un fuego que se va propagando a través de la mezcla. Durante la
combustión, los hidrocarburos y el oxígeno reaccionan, generando calor e
incrementando la presión. Idealmente, la presión máxima se crea cuando
el pistón está aproximadamente de 8 a 12 grados pasado el punto muerto
superior para producir la mayor fuerza en la parte superior del pistón y
transmitir la máxima potencia a través del cigüeñal. Los subproductos de la
combustión consisten principalmente de vapor de agua y dióxido de
carbono si la mezcla y la sincronización de la chispa son precisas.
Después de que la mezcla se ha quemado y el pistón alcanza el punto

muerto inferior, la carrera de escape comienza cuando la válvula de escape
se abre y el pistón empieza su retorno al punto muerto superior. El vapor
de agua, dióxido de carbono, nitrógeno, y una cierta cantidad de
contaminantes no deseados son empujados fuera del cilindro a través del
sistema de escape.
D
MOVIMIENTO DE LOS PISTONES
CONCLUSIÓN
Si no se produjese la combustión en los pistones de los coches no se
produciría la explosión que permite su movimiento y el coche no se
movería.
COMBUSTIÓN EN LA RESPIRACIÓN CELULAR
1.Transformación de energía a partir de los alimentos

1.1.La principal fuente de energía en el organismo la constituyen
los carbohidratos que ingerimos en nuestra alimentación. Éstos durante la
digestión se desdoblan en glucosa, la cual es un combustible preformado
por plantas verdes en el proceso de fotosíntesis . La glucosa es considerada
un almacén de energía solar empaquetado en su configuración molecular.
UTILIZACIÓN COMO
COMBUSTIBLE
MITOCONDRIAS AL MICROSCÓPIO
1.2.La transformación de energía en el organismo se realiza oxidando

esencialmente glucosa en el proceso de respiración, mediante mecanismos
moleculares realizados a nivel celular, a temperatura constante y baja.
En la oxidación, una molécula de glucosa, se degrada en seis moléculas de
agua, seis moléculas de bióxido de carbono y energía. Parte de la energía
transformada en este proceso se recupera en la formación de moléculas de
ATP, (adenosín trifosfato), las cuales suministran la energía requerida para
realizar el trabajo celular (mecánico, químico, osmótico y eléctrico).
La transformación de energía, tanto en la combustión como en la oxidación
se diferencia en la velocidad con la que se realizan; la combustión es
violenta y la reacción se mantiene por sí sola una vez que ha comenzado;
en cambio, la oxidación es un proceso lento y controlado, de manera que la
energía se transforma de acuerdo a los requerimientos del organismo.
1.3. En conclusión, la respiración celular consiste en la oxidación
(combustión lenta) de sustancias provenientes de los alimentos, como los
hidratos de carbono, grasas y, en menor proporción, proteínas, y la
liberación de energía, dióxido de carbono y agua. Por lo que si no hubiese
combustión no se podría conseguir energía.
DETECCIÓN DE CO2 EN EL GAS DE UNA COMBUSTIÓN
Vamos a proceder a detectar el CO2, proveniente de una reacción de

combustión (respiración celular). Para ello vamos a hacer pasar la
corriente de gases proveniente de la respiración a través de una disolución
saturada de hidróxido de calcio. Al pasar el CO2 reacciona con el hidróxido
de calcio generando carbonato cálcico que al precipitar queda en
suspensión, enturbiando la disolución saturada de hidróxido de calcio que
era inicialmente transparente.
La reacción es:
𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 + 𝐶𝑂2 (𝑔) 𝐶𝑎𝐶𝑂3 ( )
PASOS
1) Preparación del equipo. Equipo necesario: matraz, hidróxido de
sodio(cal), tubo flexible, papel de filtro, y un embudo, también pueden
ser necesarios otros recipientes.
2. Preparamos la disolución saturada de hidróxido de calcio añadiendo

la cal al agua hasta que se forme un precipitado.
3. Dejamos que la solución forme el poso. Vemos que queda una
disolución de color blanco debida a la cal no disuelta en suspensión.
4. Filtramos repetidamente hasta que la disolución quede

transparente y la dejamos reposar media hora para que quede
totalmente clara.
5. Esta es la disolución sobre la que haremos pasar el aire con CO2
soplando, y veremos la transformación de la disolución
transparente a una disolución turbia debido a la presencia del
carbonato cálcico en suspensión.
Según la reacción:
𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 + 𝐶𝑂2 (𝑔) 𝐶𝑎𝐶𝑂3 ( )
6. Como vemos el carbonato cálcico queda en suspensión, con lo cual

se confirma la presencia de CO2 en el producto de la reacción de
combustión (en este caso de la respiración).

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La Combustión es un proceso químico de oxidación rápida que va

1.Las Centrales Térmicas Eléctricas o Termoeléctricas son aquellas que

2.Tipos de Centrales Térmicas según el combustible:

- Centrales Térmicas de Carbón: El combustible utilizado para calentar

3.Fases para la Producción de Electricidad en las Centrales

1- El combustible se quema y el calor generado se transmite a un agua

La gasolina está compuesta principalmente de hidrocarburos.

A medida que el pistón se mueve hacia arriba durante la carrera de

Después de que la mezcla se ha quemado y el pistón alcanza el punto

MOVIMIENTO DE LOS PISTONES

1.Transformación de energía a partir de los alimentos

1.2.La transformación de energía en el organismo se realiza oxidando

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