Complément de cours de combustion

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Table des matières

INTRODUCTION        3

CHAPITRE I : DEFINITIONS        4

1-        Le pouvoir calorifique        4

a)        Le pouvoir calorifique supérieur : PCS        4

b)        Le pouvoir calorifique inférieur : PCI        4

2-        Les combustibles :        4

3-        Les comburants :        5

CHAPITRE II : LE RENDEMENT DE LA COMBUSTION        6

CHAPITRE III : LES BRULEURS        7

4-        Composants principaux d’un brûleur :        8

5-        Circuit de combustible :        8

6-        Circuit de comburant :        9

c)        Le ventilateur :        9

d)        Le volet d’aire ou registre d’air :        10

7-        Le circuit du mélange :        10

8-        Le circuit électrique :        10

9-        Etapes de démarrage du brûleur :        11

10-        Notions de calcul :        12

e)        Calcul de la puissance du brûleur :        12

f)        Calcul d’un débit de gaz :        12

CHAPITRE III : REGLAGE ET MISE EN SERVICE D’UN BRÛLEUR        13

1-        Calcul de la puissance brûleur:        14

2-        Calcul d’un débit gaz:        14

3-        Calcul du facteur de correction F :        15

4-        Calcul d’un débit gaz à lire au compteur:        15

5-        Contrôle de combustion :        15

6-        Température des fumées :        16

7-        Le taux de CO2 :        16

8-        Taux de O2 :        17

9-        Taux de CO :        17

CONCLUSION        19

INTRODUCTION

Avant d’entamer tout chapitre de cette recherche, il est primordial de se poser le question : Qu’est-ce que la combustion ?
Quand un composé chimique organique (carburant) , c’est-à-dire tout ce qui est principalement à base de carbone et d’hydrogène, réagit avec de l’oxygène (comburant), nous obtenons une combustion. Cette réaction est exothermique (dégage de la chaleur). Toutefois, il existe deux cas de combustions :

• La combustion complète : c’est-à-dire quand il y a assez d’oxygène et toute molécule de carbone se combine avec deux atomes d’oxygène. Nous obtenons dans ce cas le dioxyde de carbone. Ce type de combustion dégage beaucoup d’énergie ;
•  La combustion incomplète : Elle dégage moins d’énergie que le premier type.[pic 6]

CHAPITRE I : DEFINITIONS

1. Le pouvoir calorifique 

C’est la quantité de chaleur produite par la combustion totale d’une quantité unitaire de combustible. Dans le milieu scientifique, on l'exprime souvent en kJ/kg de combustible. Néanmoins, suivant le domaine d'application, on peut l'exprimer dans d'autres unités plus pratiques, par exemple, en kWh/m³ pour le gaz ou kWh/litre pour le fuel.

1. Le pouvoir calorifique supérieur : PCS

Le pouvoir calorifique supérieur représente l’énergie dégagée par la combustion complète d’un kg ou d’un m3 de combustible, en récupérant la chaleur de condensation de l’eau dans les fumées. Les chaudières à condensation utilisent ce procédé pour augmenter leur rendement.

1. Le pouvoir calorifique inférieur : PCI

Le pouvoir calorifique inférieur représente l’énergie dégagée par la combustion complète d’un kg ou d’un m3 de combustible, SANS récupérer la chaleur de condensation de l’eau dans les fumées.

1. Les combustibles :

Les combustibles sont multiples (fioul, pétrole, gaz, charbon...), mais ils ont un point commun, celui de contenir principalement des hydrocarbures, combinaisons multiples de carbone et d’hydrogène. Il existe trois familles de combustibles: solide, liquide ou gazeux. Quelle que soit la nature du combustible, la réaction de combustion proprement dite ne peut avoir lieu que lorsque les réactifs sont sous forme gazeuse. Si le combustible n'est pas à l'état gazeux, il se vaporise ou se sublime préalablement.

1. Les comburants :

Un comburant est un corps chimique qui a pour propriété lors d’un mélange avec un combustible, de provoquer et d’entretenir la combustion. Le comburant le plus utilisé est le dioxygène (O2) appelé plus communément l’oxygène, contenu dans l’air ambiant que nous respirons au quotidien. Il existe d’autre comburant tel que : l’Ozone, le Chlorite, l’Acide nitrique, le Nitrate de potassium, l’Oxydes d’azote, l’Oxyde métalliques... Pour les chaudières, on utilisera l’oxygène contenu dans l’air ambiant comme comburant.

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CHAPITRE II : LE RENDEMENT DE LA COMBUSTION

Le rendement est une grandeur déterminée à l’état de fonctionnement stationnaire d’une installation à partir de ses valeurs de performance. Le rendement (qui est toujours inférieur à 100 %) est le rapport entre l'énergie totale fournie au foyer et l’énergie nécessaire ou utilisée pour la réalisation du processus (chauffage, mise en fusion, frittage etc.). Le rendement se compose de plusieurs éléments :

• Le rendement de combustion décrit la part de puissance totale fournie (énergie par unité de temps) qui est disponible et utilisable dans le foyer après la combustion. Il est donc une grandeur importante pour la qualité de la combustion.
•  Le rendement du four, essentiellement dû à sa construction, décrit la qualité du four ou d’exploitation par le rapport entre l’énergie apportée et l’énergie disponible dans le four.
• Le rendement total résulte de la multiplication du rendement de combustion et du rendement du four.

Le rendement de combustion est généralement déterminé par la formule de Seigert : [pic 8]

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