Transfert de chaleur dans les fours | Techniques de l'Ingénieur

Fours industriels

Référence BE8842 | Date de publication : 10 janv. 1998 | Isidore JACUBOWIEZ

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SOMMAIRE de l'article

Introduction

1 - Classification
- 1.1 - Fours continus et fours discontinus
- 1.2 - Chauffage direct et chauffage indirect
- 1.3 - Fours à haute et fours à basse température
- 1.4 - Combustibles
2 - Transfert de chaleur dans les fours
- 2.1 - Fours à haute température
- 2.2 - Fours à basse température
- 2.3 - Rôle de la conduction
- 2.4 - Chauffage à courants parallèles et chauffage à contre-courant
- 2.5 - Fours discontinus
3 - Calcul thermique des fours
- 3.1 - Bilans énergétiques
- 3.2 - Flux thermiques admissibles
- 3.3 - Qualité du chauffage
- 3.4 - Puissance installée
- 3.5 - Dimensionnement des fours
4 - Rôle de l’atmosphère et de la pression dans les fours
- 4.1 - Contrôle de la pression dans les fours
- 4.2 - Circulation des fumées
- 4.3 - Entrées d’air
- 4.4 - Interaction entre l’atmosphère et les produits à chauffer
5 - Isolation des fours
- 5.1 - Conception générale
- 5.2 - Définitions
- 5.3 - Physique des matériaux réfractaires
- 5.4 - Chimie des matériaux réfractaires
- 5.5 - Interactions entre les réfractaires et le four
- 5.6 - Dimensionnement des parois réfractaires
6 - Brûleurs de fours industriels
- 6.1 - Importance du brûleur
- 6.2 - Conception des brûleurs
- 6.3 - Types de brûleur
7 - Équipements annexes
- 7.1 - Généralités
- 7.2 - Aspect énergétique
- 7.3 - Aspect thermique
- 7.4 - Conception des récupérateurs
- 7.5 - Construction des récupérateurs
8 - Pollutions et environnement
- 8.1 - Polluants
- 8.2 - Réglementation

Isidore JACUBOWIEZ :
Ingénieur du Conservatoire National des Arts et Métiers, Ingénieur Conseil en énergie et environnement au groupe Elf Aquitaine et à l’Association Technique Énergie Environnement (ATEE).

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2. Transfert de chaleur dans les fours

La finalité d’un four est de transférer de l’énergie à une charge (produits) pour en élever la température. Ce transfert se fera pas les trois modes de transfert de chaleur (rayonnement, convection, conduction), la plupart du temps simultanément, mais dans des proportions très variables.

2.1 Fours à haute température

Ce sont les fours de sidérurgie, de verrerie, de cimenterie. La température que l’on veut obtenir sur le produit dépasse, et parfois nettement, 1 200 ×C.

C’est également le cas d’un certain nombre de fours de l’industrie du pétrole et de la chimie dans lesquels, bien que la température du produit soit inférieure à 500 ×C, une partie importante de la chaleur est fournie directement par le rayonnement de la flamme dans une zone de radiation. Le transfert de chaleur s’y fait essentiellement par rayonnement de la flamme et des gaz issus de la combustion.

Les transferts de chaleur par rayonnement découlent fondamentalement de la loi de Stefan-Boltzmann :