Se aplica el Método iterativo de Newton-Rapshon para hallar la solución, cero o raíz de una ecuación cuya única variable es la temperatura adiabática de la flama.

1. Aplicación del Método de Newton-
Raphson para el cálculo de la
Temperatura Adiabática de la
Flama
Elaborado por: Miguel A. Pacheco

2. El presente trabajo tiene como finalidad mostrar el
importante papel que juegan los métodos numéricos
en la resolución de problemas de ingeniería. En este
caso, se utilizará el método iterativo de Newton-
Raphson para hallar la temperatura teórica de la
flama.
Objetivo

3. Marco teórico

4. Temperatura Adiabática de la flama
Al quemar un combustible se libera una cantidad
considerable de energía. En un proceso de combustión
que tiene lugar adiabáticamente, sin trabajo mecánico (de
flecha) y sin cambios involucrados en la energía cinética o
potencial, a la temperatura de los productos se le refiere
como ‘temperatura adiabática de flama o temperatura
teórica de llama’.
Se considera el supuesto de que los únicos términos de
energía que intervienen son la energía interna y el trabajo
de flujo.

6. La máxima temperatura adiabática de flama se
alcanza cuando se quema el combustible con la cantidad
teóricamente necesaria (estequiométrica) de oxigeno
puro. La máxima temperatura adiabática de llama en aire
corresponde a la combustión con la cantidad de aire
teóricamente necesaria y es, evidentemente, mucho
menor que la máxima temperatura de llama en oxigeno
puro.
¿Por qué? Debido a la necesidad de emplear un exceso
de aire para asegurar la combustión completa.

11. NOTA: El cálculo de la temperatura adiabática de
flama se basa, en parte, en la suposición de que la
reacción es completa. Debido a la disociación, la
conversión completa de los reactantes en productos no
se logra. Como consecuencia de la falla para lograr una
conversión completa de los reactantes, la temperatura
máxima de reacción no puede alcanzar el nivel de la
temperatura teórica adiabática de la flama.

12. Aplicación del Método

19. Cálculo de la entalpía de la corriente
de productos

27. Utilizaremos el método gráfico para elegir un valor con
el cual iniciar con el proceso iterativo:
-8000
-6000
-4000
-2000
0
2000
4000
6000
1575 1580 1585 1590 1595 1600 1605 Series1

29. Convergeeencia!
Por tanto, las paredes del horno
nunca estarán expuestas a
temperaturas mayores a los
1319°C, siempre y cuando las
propiedades de la alimentación y
el aire permanezcan iguales.

30. Discusión
La temperatura teórica de la flama es un
parámetro importante que debe ser considerado al
momento de elegir los materiales con los cuales se
pretende construir un reactor, ya que se trata de la
temperatura máxima que se puede obtener en la flama
producida cuando se quema un gas con una cantidad de
aire establecida.
La temperatura adiabática de la flama debe ser
siempre menor a la temperatura máxima permisible.