I.2- Généralités sur la
combustion
Une combustion est la réaction chimique complète
ou partielle du carbone et de l'hydrogène des combustibles usuels par
oxydation.
Cette réaction produit une combustion exothermique
c'est-à-dire : qui dégage de la chaleur, elle produit du CO2 mais
aussi de l'eau ainsi que d'autres composés plus ou moins agressif.
Réactions principales :
La combustion du carbone et de l'oxygène donne naissance
au gaz carbonique.
C + O2 CO2 + 394Kj/mol
La combustion de l'hydrogène
et de l'oxygène donne naissance à la vapeur.
H2 + 1/2O2 H2O + 242Kj/mol
Réaction secondaires :
La combustion du soufre et de l'oxygène donne naissance
au gaz SO2.
S + O2 SO2 + 71Kj/mol
Dans le cas d'un défaut d'air, une réaction
secondaire se produit :
C + 1/2O2 CO + 111Kj/mol
La totalité de la chaleur dégagée par
l'ensemble de ces réactions s'appelle le pouvoir calorifique du
combustible.
Définition du pouvoir calorifique d'un combustible :
Le pouvoir calorifique supérieur ou inferieur [en
KJ/KG] est la quantité d'énergie dégagée lors de la
combustion complète de l'unité de masse du combustible solide ou
liquide ou de volume pour le combustible gazeux.
On distingue deux pouvoirs calorifiques lorsqu'il s'agit d'un
combustible contenant l'hydrogène :
o Le pouvoir calorifique est dit supérieur
(PCS) lorsque l'eau qui résulte de la combustion du gaz
hydrogène et des hydrocarbures sont supposée ramenés
à l'état liquide dans les produits de combustion.
o Le pouvoir calorifique est dit inférieur
(PCI) lorsque l'eau de combustion est supposée à
l'état de vapeur dans les produits de combustion.
Cependant la pratique industrielle n'utilise que le PCI pour les
raisons qu'il présente un intérét d'ordre
énergétique.
La différence entre le pouvoir calorifique
supérieur et inférieur est la chaleur de condensation de la
vapeur d'eau qui se trouve dans les fumées. Ils sont liés par la
relation suivante :
PCS = PCI + énergie d'évaporation de l'eau
Pratique de la combustion
Le réglage de la combustion n'est malheureusement pas
stable dans le temps. Un contrôle périodique et
systématique est donc nécessaire. En effet les grandeurs
essentielles à surveiller sont :
· la teneur en gaz carbonique (%CO2) ou en oxygène
(%O2) dans les fumées.
· La température des fumées
· La teneur des fumées en imbrûlés.
Parmi les méthodes de contrôle de la combustion on
peut citer :
> Contrôle visuel
Souvent négligé, il permet d'apprécier la
qualité des réglages et leur dérive en se
référant à la forme et à la couleur de la
flamme.
> Contrôle a l'aide des mesures :
· Températures de l'air comburant, et des
fumées
· La teneur en oxygène O2 ou en gaz carbonique
CO2
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