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RÉSUMÉ
Cet article fait suite à l’article Diagrammes thermodynamiques- Mélanges utilisés dans les machines thermiques où sont présentés les diagrammes relatifs aux mélanges de fluide utilisés pour la réfrigération et pour les cycles organiques de Rankine (ORC), ainsi que pour représenter les cycles à absorption.
Ces types de diagrammes ne sont cependant pas ceux qui se révèlent les mieux adaptés pour certaines applications, comme le traitement de l’air et l’étude des gaz de combustion. Pour ces applications, la pratique professionnelle a conduit à adopter des diagrammes spécifiques , présentés dans cet article
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Lire l’articleAuteur(s)
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Renaud GICQUEL : Professeur - PSL – Research University, PERSEE – Centre procédés, énergies renouvelables et systèmes énergétiques - Mines ParisTech, Sophia Antipolis, France
INTRODUCTION
C et article fait l'objet de deux types d'études :
-
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 ;
-
l'établissement des diagrammes de combustion les plus employés pour caractériser les réactions qui prennent place dans les chaudières, chambres de combustion ou brûleurs.
Dans un premier temps, les phénomènes physiques qui interviennent, souvent méconnus, sont rappelés.
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 « Systèmes énergétiques » .
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VERSIONS
- Version archivée 1 de juil. 2003 par Renaud GICQUEL
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Diagrammes humides de fumées
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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, on fait 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 [BE 8 040].
Après avoir étudié les combustions complètes, c'est-à-dire sans imbrûlés, puis les combustions incomplètes, les diagrammes d'équilibre de divers combustibles sont détaillés, avant d'expliquer 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, sont étudiées successivement les combustions stœchiométriques et non stœchiométriques.
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Une réaction de combustion réalise l'oxydation...
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Diagrammes de combustion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - AICVF - Conception des installations de climatisation et de conditionnement de l'air. - Tertiaire et industrie, Guide n° 10, Collection des guides de l'AICVF, PYC livres, Paris (1999).
-
(2) - GAZ DE FRANCE - Combustibles gazeux et principes de la combustion. - BT 104, Paris (1992).
-
(3) - 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.
-
(4) - GUILLET (R.) - Du diagramme hygrométrique de combustion aux pompes à vapeur d'eau… Un nouveau regard sur la combustion et ses applications énergétiques. - Elsevier ed., ISBN 2-84299-073-0, août 1998 GLASSMAN (I.) Combustion. 3rd Edition, Academic Press, Inc, déc. 1996.
-
(5) - GOODGER (E.M.) - Combustion calculations, theory, worked examples and problems. - The Mac Millan Press, London (1977).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
L'article [BE 8 044] passe en revue toute une série de progiciels de thermodynamique
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Le portail Thermoptim-UNIT renvoie sur plusieurs sites Internet dédiés aux fluides thermodynamiques http://www.thermoptim.org/
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Institut de combustion aérothermique réactivité et environnement ICARE UPR3021 http://www.icare.cnrs-orleans.fr/
Pôle Poitevin de recherche pour l'ingénieur en mécanique, matériaux et énergétique, fédération FD 2862 http://pprimme.labo.univ-poitiers.fr/index.htm
Laboratoire de physico-chimie des processus de combustion et de l'atmosphère PC2A http://pc2a.univ-lille1.fr/
Laboratoire de combustion multiphasique, ONERA http://www.onera.fr/dmae/lacom
CORIA, UMR 6614 http://www.coria.fr/
Laboratoire des sciences des procédés et des matériaux, UPR-3407 http://www-lpmtm.univ-paris13.fr/
LABEX EMC3, UMR 6508 CNRS...
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