[PDF] [PDF] COMBUSTION - Formation-énergétique

View - Download [PDF] COMBUSTION - Formation-énergétique

Previous PDF

Next PDF

SECTION ENERGETIQUE Thème : combustion

Notions de combustion

Nom : Prénom : Classe : Folio :

1 / 6 MD Objectifs: C3-3: contrôle des paramètres de combustion,

C3-4: détection des anomalies,

S4-3 : phénomènes chimiques

Le raisonnement utilisé ci-après peut être exploité pour toutes les énergies contenant massivement de

l"hydrogène et du carbone, comme le gaz, le bois, le charbon, le fioul.

Il faut analyser les gaz brûlés avec un appareil adapté, de façon à parfaire le réglage du brûleur, pour que :

Le rendement soit maximum (on récupère le maximum de chaleur dans la chaudière), On préserve l"environnement (on évite les rejets toxiques) respect des normes (en matière de sécurité et pollution).

Un brûleur est un appareil qui permet de transformer une matière combustible en CHALEUR par une

réaction chimique.

I. Exemple dans le cas du FOD.

I.1. Constitution du F.O.D. (sinon Fioul Lourd).

F.O.D. : une des nombreuses substances tirées du pétrole. Composé d"Hydrogène et de Carbone: c"est un hydrocarbure.

0,00%20,00%40,00%60,00%80,00%100,00%

Carbone

86%Hydrogène

13%Soufre 0,2% Sédiments

divers 0,1%Oxygène et Azote dissous 2,8%

I.2. Constitution de l"air.

0,00%50,00%100,00%

Azote 78,2% Oxygène 20,8% Gaz rares 1%

CHALEUR

d"ALLUMAGE

COMBUSTIBLE

COMBURANT

FEU

Si vous enlevez un seul de

ces trois éléments, la combustion est impossible. N2 O2

Néon, krypton,

xénon,... C H2 S H2O, boues O2, N2 0,7%

SECTION ENERGETIQUE Thème : combustion

Notions de combustion

Nom : Prénom : Classe : Folio :

2 / 6 MD

I.3. Combinaison de l"air et du Fioul.

On peut écrire :

FIOUL + AIR CHALEUR RECUPEREE + GAZ BRULES

II. Composition des gaz brûlés.

L"atome d"oxygène est un atome très sympathique.

Par exemple, le cas de l"oxydation du fer :

(Oxyde Ferreux) + + CHALEUR

Fe + O FeO + CHALEUR

Brûler un hydrocarbure = réaction avec de l"oxygène. C"est une oxydation du combustible qui dégage de la chaleur. Pour le F.O.D. : le Carbone, l"Hydrogène et le Soufre réagiront,

Pour l"air, seul l"Oxygène réagira (l"Azote réagit peu, mais soumis à de fortes chaleurs, il se combine à

l"Oxygène pour former des NOx (Protoxydes d"azote)).

II.1. Cas de la combustion parfaite.

Cas du Carbone :

+ + CHALEUR

C + O

2 CO2 + CHALEUR

AIR FIOUL

GAZ BRULES

11.6m3

Température

DEPART

Température

RETOUR

Les rejets idéaux :

- auraient la même température que l"air de combustion (la chaudière récupérerait toute la chaleur de la combustion), - seraient inoffensifs pour l"environnement. 1 Kg

10.8 m3

C O O O C O

Fe O O Fe

Ci-contre, une chaudière à

..... PARCOURS de fumées

SECTION ENERGETIQUE Thème : combustion

Notions de combustion

Nom : Prénom : Classe : Folio :

3 / 6 MD

Cas de

l"Hydrogène : + + + + CHALEUR

H2 + O2 + H2 H2O + H2O + CHALEUR

Cas du Soufre :

+ + CHALEUR

S + O

2 SO2 + CHALEUR

CONCLUSION : - plus le % de CO2 est élevé, meilleure est la combustion, pour le F.O.D. , le taux de CO

2 maximal théorique = 15,6 %.

Pour le GN, CO2 max. @ 11,7 %, pour le Butane/Propane, CO2 max. @ 14 %. - la combustion stoechiométrique est irréalisable en pratique.

II.2. Cas de la combustion avec manque d"air.

Dans ce type de combustion, les équations concernant l"Hydrogène et le Soufre ne changent pas : ces

composés brûlent totalement. Par contre, il ne restera PLUS ASSEZ d"Oxygène pour brûler totalement le Carbone . L"équation concernant le Carbone deviendra alors, dans le meilleur des cas : + + + + CHALEUR

C + C + O

2 CO2 + C + CHALEUR

Au pire des cas, on aura :

+ + + + CHALEUR

C + C + O

2 CO + CO + CHALEUR

CONCLUSION :

- combustion en manque d"air = DANGER d"intoxication au monoxyde de carbone, - baisse de rendement, - pollution. IL FAUT A TOUT PRIX EVITER LA COMBUSTION EN MANQUE D"AIR, car il y a DANGER DE MORT ! Le CO est un poison inodore, indolore et mortel à de très faibles doses (voir graphiques ci-joints).

S O O O S O

H H O O H

H H O H

H O H O C O O C O

C C O O

O O C C

C C

SECTION ENERGETIQUE Thème : combustion

Notions de combustion

Nom : Prénom : Classe : Folio :

4 / 6 MD

II.3. Cas de la combustion avec excès d"air.

Dans la pratique, c"est ce type de combustion qu"il faut avoir : on s"arrange pour ramener plus d"air qu"il n"en faut, afin d"être sûr de produire un minimum de suie ou de CO.

Exemple :

C + 2H + 3O2 H2O + CO2 + 3O + chaleur

Il ne faut cependant pas avoir un excès d"air trop important, car l"air de combustion refroidit la flamme

(si la flamme peut atteindre 1400°C, l"air de combustion à environ 20°C (selon la température de la

chaufferie).

On a donc baisse de rendement (on dilue le CO2 dans un volume de gaz brûlés plus élevé, donc baisse du

taux de CO2). On notera l"excès d"air l (facteur d"air par rapport à la combustion stoechiométrique).

En pratique :

- pour le Fioul : l = 1.05 à 1.2 - pour le gaz : l = 1.05 à 1.15 - pour le charbon : l = 1.05 à 1.15

DIFFERENTS CAS DE FIGURE :

1er CAS : combustion stoechiométrique

La combustion stoechiométrique (mélange parfait et combustion parfaite) est impossible à réaliser dans la pratique ! + 0 % d"excès d"air FIOUL

Taux de CO2 = 15,5 %

Très faible perte d"énergie

AIR GAZ

BRULES Taux de

CO 2

SECTION ENERGETIQUE Thème : combustion

Notions de combustion

Nom : Prénom : Classe : Folio :

5 / 6 MD

2ème CAS : combustion avec 10% d"excès d"air

3ème CAS : combustion avec 50% d"excès d"air

CONCLUSION : - en pratique, la combustion la plus efficace est donc la combustion avec excès d"air. Les émissions polluantes sont réduites, - on a tout de même une baisse du rendement par rapport à la combustion parfaite. - la teneur en CO2 des fumées donnera une indication permettant d"évaluer le facteur d"air du brûleur.

- en général, 11% £ Taux de C02 réglé £ 14%, selon le type, l"énergie utilisée et la

puissance du brûleur. + 10 % d"excès d"air FIOUL

Taux de CO2 = 14 %

Faible perte d"énergie

AIR GAZ

BRULES

Taux de

CO 2 FIOUL + 50 % d"excès d"air

Taux de CO2 = 10 %

Perte d"énergie élevée

AIR GAZ

BRULES Taux de

CO 2

SECTION ENERGETIQUE Thème : combustion

Notions de combustion

Nom : Prénom : Classe : Folio :

6 / 6 MD

III. Quelques valeurs pratiques (indicatives).

Paramètres de

la combustion

Combustibles

CO2 en % O2

En % Excès d"air

En % CO

En ppm Indice de

noircissement (Bacharach)

Gaz naturel

- petite puissance 9 4.6 25 0 à 50 / - moy. puissance 10.5 2 10 0 à 50 /

Propane 12 3 15 0 à 50 /

Butane 12.5 2.5 13 0 à 50 /

Fuel domestique

- petite puissance 12 4.5 30 / 0 à 1 - moy. puissance 13 à 14 3.5 à 2 20 à 10 / 0 à 1 Fuel lourd n°2 11 à 12 6 à 5 40 à 30 / 1 à 3

Températures des fumées :

- chaudière de 25 ans et plus 250 à 350 °C - chaudière de 15 à 25 ans 200 à 250 °C - chaudières de moins de 15 ans - à haut rendement 150 à 200 °C - à condensation 55 à 140 °C - chaudières à vapeur 250 à 350 °C

Tirage d"une cheminée :

Dépression = 0.5 à 2 mmCE = 0,05 à 0,2 mbarquotesdbs_dbs28.pdfusesText_34

[PDF] calculatrice ti 82 puissance de 10

[PDF] comment faire les puissances sur une calculatrice texas

[PDF] comment faire puissance sur calculatrice ti 82

[PDF] ecriture scientifique calculatrice casio

[PDF] touche puissance sur calculatrice iphone

[PDF] comment faire les puissances sur une calculatrice casio fx-92

[PDF] calcule les expressions suivantes en respectant les priorités

[PDF] calculer le facteur de dilution f

[PDF] facteur de dilution 1/100

[PDF] facteur de dilution exercice

[PDF] edf.fr espace client

[PDF] edf oasolaire

[PDF] facture photovoltaique 2016

[PDF] edf oa solaire espace client

[PDF] edf.fr payer ma facture