CO₂ Teórico Máximo
Calcula o percentual máximo teórico de CO₂ nos gases secos de combustão completa de um hidrocarboneto C_xH_y, CO₂max = x ÷ (x + (x + y/4) × 3,762) × 100%, a partir dos átomos de carbono x e hidrogênio y. O resultado, em %, é o CO₂ que se obteria com combustão estequiométrica perfeita (sem excesso de ar) — o valor de referência dos analisadores de gases. O metano tem CO₂max ≈ 11,7%; o carvão, ~18-20%. Comparar o CO₂ medido com o máximo teórico indica o excesso de ar: quanto menor o CO₂ medido em relação ao máximo, maior o excesso de ar diluindo os gases. Informe x e y.
Resultado
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CO₂ teórico máximo
Quando um hidrocarboneto C_xH_y queima completamente com a quantidade exata de ar (estequiométrica, sem excesso), os gases de combustão secos contêm o percentual máximo possível de CO₂. Esse CO₂ teórico máximo (CO₂max) é uma propriedade característica de cada combustível: CO₂max = x ÷ (x + (x + y/4) × 3,762) × 100%, onde x é o número de carbonos, (x + y/4) é o O₂ estequiométrico, e o 3,762 (= 79/21) converte O₂ no nitrogênio que o acompanha no ar. O denominador conta todas as moléculas dos gases secos: o CO₂ (x moléculas) mais o N₂ que veio com o ar. Valores típicos: metano (CH₄): CO₂max ≈ 11,7%; propano: ~13,8%; óleos: ~15-16%; carvão: ~18-20%; carbono puro: ~21%. Combustíveis com mais carbono e menos hidrogênio têm CO₂max maior (o hidrogênio vira água, que sai dos gases secos). O CO₂max é a referência dos analisadores de combustão. Como na prática sempre há excesso de ar, o CO₂ medido é sempre menor que o máximo teórico — o ar extra dilui os gases. Justamente essa diferença permite calcular o excesso de ar: comparando o CO₂ medido com o CO₂max (excesso de ar ≈ CO₂max/CO₂medido − 1, aproximadamente), ou medindo o O₂ residual. Por isso, ajustar a combustão para que o CO₂ medido se aproxime do máximo teórico (sem chegar a ponto de gerar CO por falta de ar) é o objetivo da otimização: maximiza o CO₂, minimiza o excesso de ar e a perda de chaminé. Informe x e y do combustível.
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Excesso de Ar (pelos Gases)
Calcula o excesso de ar de uma combustão a partir do oxigênio nos gases secos, EA = O₂ ÷ (20,9 − O₂) × 100%, a partir do percentual de O₂ medido na chaminé. O resultado, em %, indica quanto ar foi fornecido além do estequiométrico — medido pela sobra de oxigênio nos gases de exaustão. Algum excesso de ar (10-30%) é necessário para garantir combustão completa (evitar CO e fuligem), mas excesso demais desperdiça energia aquecendo ar inútil que sai quente pela chaminé. Analisadores de gases medem o O₂ e calculam o excesso de ar para otimizar a eficiência da queima. Informe o O₂ percentual nos gases.
Volume de CO₂ Produzido
Calcula o volume de CO₂ produzido na combustão completa de um hidrocarboneto C_xH_y, V_CO₂ = x × 22,4 ÷ M, a partir do número de átomos de carbono x e da massa molar do combustível M (g/mol). O resultado, em Nm³ de CO₂ por kg de combustível, é o dióxido de carbono gerado pela queima completa — informação para inventários de emissões, dimensionamento de sistemas de exaustão e análise de gases. Cada átomo de carbono do combustível vira uma molécula de CO₂. O metano produz ~1,4 Nm³/kg. Combustíveis com mais carbono por unidade de massa (carvão, óleos pesados) produzem mais CO₂. Informe x e a massa molar do combustível.
Temperatura Adiabática de Chama
Estima a temperatura adiabática de chama, T_ad = T_inicial + PCI ÷ (m × cp), a partir do poder calorífico inferior PCI (kJ/kg de combustível), da massa de produtos de combustão por kg de combustível m, do calor específico médio dos gases cp (kJ/kg·K) e da temperatura inicial. O resultado, em °C, é a temperatura máxima teórica que os gases atingiriam se toda a energia da combustão aquecesse os produtos, sem perdas de calor. É um limite superior: chamas reais são mais frias (perdas por radiação, dissociação, excesso de ar). Define a severidade térmica sobre materiais e a formação de NOx. Informe o PCI, a massa de gases, o cp e a temperatura inicial.
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