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Auteur(s)
-
Gérard PANIEZ : Ingénieur des Arts et Métiers - Ingénieur à la Société française d’études énergétiques
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les fours et les étuves sont des outils de production destinés à élaborer ou transformer des matériaux grâce aux transferts thermiques entre une source de chaleur et la matière à traiter.
Le présent article décrit les équipements et leurs fonctions dans les trois premiers paragraphes ; le quatrième insiste sur les aspects énergétiques et les moyens permettant de les comprendre ou de les maîtriser. Le dernier paragraphe précise les modes de conduite de ces outils de production en rapport avec les besoins et les contraintes thermiques.
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- Version courante de janv. 2013 par Gérard PANIEZ
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4. Bilans énergétiques et dimensionnement
4.1 Bilan thermique
L’établissement du bilan thermique d’un four a pour but de déterminer son rendement et sa consommation spécifique, c’est‐à‐dire la consommation rapportée à l’unité utile produite : tonne ou kilogramme de pièces, pièce unitaire type, etc. Cela suppose la connaissance la plus précise possible de tous les flux entrant et sortant du four (matières et produits divers, énergies diverses, etc.) et une bonne interprétation des phénomènes thermiques dont le four est le siège.
L’établissement du bilan doit se faire en deux temps : d’abord l’élaboration du bilan prévisionnel, c’est‐à‐dire le calcul de la consommation probable du four dans des conditions théoriques bien déterminées d’exploitation. Ce calcul peut et doit se faire avant la construction du four. Son résultat peut même être un élément important du choix du four. Lorsque ce dernier est en exploitation, le deuxième temps est abordé : vérification du bilan prévisionnel par mesure directe de la consommation.
Le schéma simplifié (figure 16) permet de faire le bilan des énergies Qi (en kWh) pour un chauffage à combustible ou un chauffage électrique pendant la durée d’un traitement s’il s’agit d’un four à charge. Dans le cas du four continu, le bilan sera fait sur un temps unitaire défini (1 h par exemple) et les masses seront remplacées par des débits-masses (en kg/h, par exemple).
On note par :
-
Q1 la chaleur de combustion apportée par le combustible ;
-
Q 2 la chaleur (ou enthalpie) sensible apportée par le combustible ;
-
Q 3 la chaleur (ou enthalpie) sensible apportée par l’air entrant (y compris l’air comburant) et les gaz introduits (§ 4.4.5 et § 4.4.6) ;
-
Q 4 la chaleur apportée par la charge ;
-
Q 5 la chaleur apportée par les accessoires (support de charge, etc.) ou produits accompagnant...
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