Présentation
Auteur(s)
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Renaud GICQUEL : Professeur à l’École des mines de Paris - Directeur du Centre d’énergétique
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Lire l’articleINTRODUCTION
Cet article fait suite à l’article Diagrammes thermodynamiques- Mélanges utilisés en réfrigération où sont présentés les diagrammes relatifs aux mélanges de fluide utilisés pour la réfrigération. Dans le présent article, nous allons étudier :
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la détermination des diagrammes des mélanges humides, dont la composition peut varier du fait de la condensation ou de la vaporisation de l’eau contenue dans un gaz, avec pour principaux domaines d’application la climatisation et le conditionnement de l’air ;
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l’établissement des diagrammes de combustion les plus employés, utilisés pour caractériser les réactions qui prennent place dans les chaudières, chambres de combustion ou brûleurs.
Enfin, précisons que cet article fait, avec l’autorisation des Presses de l’École des mines de Paris, de très larges emprunts aux ouvrages de l’auteur intitulés « Systèmes Énergétiques ». Les notations sont celles de ces livres, à quelques variantes près effectuées par souci d’homogénéité avec d’autres articles des Techniques de l’Ingénieur.
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- Version courante de janv. 2016 par Renaud GICQUEL
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Diagrammes des mélanges humides (ou mélanges gaz-vapeur d’eau)Article inclus dans l'offre
"Physique énergétique"
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2. Diagrammes de combustion
Les phénomènes de combustion revêtent une importance toute particulière, car ils sont à l’origine de l’essentiel de la production de chaleur et de puissance mécanique dans le monde : plus de 90 % de la consommation mondiale d’énergie primaire commerciale provient de la combustion du charbon, du pétrole ou du gaz naturel.
Les conditions de la combustion déterminent largement les quantités de polluants émises par les technologies énergétiques et les performances des appareils. C’est principalement en jouant sur le dosage ou l’excès d’air, qui fixe les températures de flamme et les pertes par les fumées, que l’on peut optimiser la combustion, c’est-à-dire obtenir le meilleur rendement de combustion.
Dans ce paragraphe, nous ferons toujours l’hypothèse que la réaction de combustion met en jeu des espèces gazeuses et que les divers constituants sont assimilables à des gaz idéaux, et qu’en conséquence la loi de Dalton est applicable.
Après avoir étudié les combustions complètes, c’est-à-dire sans imbrûlés, puis les combustions incomplètes, nous présentons les diagrammes d’équilibre de divers combustibles, avant de détailler la manière d’établir les diagrammes de Biard et d’Ostwald qui sont très utilisés pour contrôler le bon fonctionnement des chambres de combustion.
2.1 Combustions complètes
Dans ce paragraphe, nous nous intéressons aux combustions complètes, c’est-à-dire telles que l’ensemble des oxydations possibles soient réalisées. Après avoir présenté les différentes manières de représenter le comburant (généralement l’air), et le combustible, nous étudierons successivement les combustions stœchiométriques et non stœchiométriques.
HAUT DE PAGE
Une réaction de combustion réalise l’oxydation d’un combustible par l’oxygène ou une substance contenant de l’oxygène, comme l’air. Dans la plupart des cas en pratique, il s’agit d’air, et on admet en première approximation que tous les constituants autres que l’oxygène restent inertes pendant la réaction.
La composition...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - DUMINIL (M.) - Air humide. - B 2 230, B 2 231 et annexes traité Génie énergétique, Techniques de l’Ingénieur (1986 et 1991).
-
(2) - AICVF - Conception des installations de climatisation et de conditionnement de l’air. - Tertiaire et industrie, Guide no 10, Collection des guides de l’AICVF, PYC livres, Paris (1999).
-
(3) - CHARREAU (R.), CAVAILLÉ (R.) - Séchage. - J 2 480, J 2 482, J 2 483, Techniques de l’Ingénieur, traité Génie des procédés (1991).
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(4) - GICQUEL (R.) - Systèmes énergétiques, - Tome 1 : Méthodologie d’analyse, bases de thermodynamique, Thermoptim. Tome 2 : Applications. Presses de l’École des mines de Paris, fév. et nov. 2001.
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