CO 62 H 25 O

était combustible sous la pression de 75 mm. et incombustible sous la pression de 60 mm. de Hg. On sait que les étincelles électriques sont de moins en moins chaudes à mesure qu'elles traversent un gaz raréfié ; on pouvait supposer que la moindre élévation de température des gaz était la cause de la non inflammation. MM. Boudouard et Le Chatelier ont constaté qu'en mettant sur les deux £ls une petite masse de coton poudre de façon à Tallumer par l'étincelle, les résultats sont exactement les mêmes.

Voici les résultats d'expériences qu'ils ont faites sur des mélanges d'oxyde de carbone et d'air en proportions variables avec l'indication des pressions pour lesquelles l'inflammation s'est ou non produite.

Oxyde de carbone 0/0. 17,4 20 25 50

Non inflammation. . 321mm. 171mm. 86 mm. ici mm. Inflammation • . . 760 336 181 131

Inflaenoe de ]a températard. — Les limites d'inflammabilité varient avec la température de la masse gazeuse. Plus sa température est élevée, moins la quantité de chaleur que la combustion doit lui apporter pour la porter à sa température d'inflammation est considérable et moins par suite il faut de gaz combustible dans le mélange.

COMBUSTION DES MÉLANGES GAZEUX II7

M. Roskowski a étudié cette influence de la température jus^ qu'à 300^ pour l'hydrogène, le méthane et le gaz d'éclairage mêlés soit à Tair naturel, soit à de l'air dans lequel l'azote avait été remplacé par de Tacide carbonique ou de l'oxygène. Jusqu'à 300^ rinfluence de la température n'est pas notable^ sauf dans le cas de l'air chargé d'acide carbonique.

MM. Boudouard et Le Chatelier ont repris les mêmes expériences sur les mélanges d'oxyde de carbone et d'air. En élevant la température au-dessus de 400®, la limite d'inflammabilité s'abaisse beaucoup.

COo/o 7,4 9,3 14,2

Inflammable . . . 55o<> 450® 400*» Non inflammable. . 600 490 400

Vers 575** la limite d'inflammabilité de l'oxyde de carbone est donc diminuée de plus de moitié de ce qu'elle est à la température ordinaire.

Lampes indioatrioes de grisou. — L'abaissement de la limite d'inflammabilité avec la température joue un rôle capital dans la reconnaissance du grisou dans les mines au moyen des lampes de sûreté. Le procédé employé de tous temps pour reconnaître la présence du grisou, dans le cas de teneurs supérieures à 2 ou 3 0/0, ce dont on se contentait autrefois, repose sur cet abaissement de la limite d'inflammabilité. En baissant la flamme des lampes ordinaires de mine, de façon à ce qu'elle se réduise à une toute petite flamme bleue non éclairante, on observe, en portant cette lampe dans des mélanges d'air et de grisou non inflammables, une auréole bleue au-dessus de la flamme de la lampe, d*autant plus grande que le mélange gazeux est plus riche en gaz combustible (fig. 7). La limite d'inflammabilité inférieure d'un mélange de gaz combustible et d'air s'abaisse et se rapproche de o au fur et à mesure que la température de la masse gazeuse se rapproche de la température d'inflammation.

Autour de la flamme de la lampe, il y a des zones chaudes de

Il8 INTROdUCTION A l'ÉTUDE DE LA MÉTALLURGIE

température décroissante ; l'inflammation se propage dans te mi- Hen grisouteux, jusqu'à la zone de température limite à laquelle il est encore combustible avec sa composition particulière.

On doit baisser ta lampe pour la rendre non Inmineusc, parce

Rg. 7-

que l'éclat de la flamme de ces mélanges pauvres en grisou est très faible et l'œil ne pourrait pas la discerner, quand il est ébloui par le voisinage d'une flamme éclairante. On est arrivé, en employant la flamme de l'hydrogène, qui n'est pas du tout lumineuse, tout en étant très chaude, ou même celte de l'alcool, à augmenter beaucoup la sensibilité de cette méthode et à reconnaître le grisou jusqu'à 0,2; 0/0 (i).

Action rofroidiiunta dea parois. — Dans les tubes de dimensions étroites, la chaleur prise par les parois diminue l'échautfement du mélange non encore brûlé et s'oppose par conséquent à la propagation de la combustion dans la masse.

Davy a reconnu par exemple que le mélange le plus combustible de grisou et d'air, c'est-à-dire le mélange à 10 0/0, n'était

(1) Mallard et Le Chatelier. Sur les procédés propre! i déceler U préscQce du grisou dans l'atmosphère des miacs {Ann. det Mines [7)-XIX, 186, 1879).

COMBUSTION DES MÉLANGES GAZEUX 11

plus inflammable dans un tube de 3^2 mm. Au fur et à mesure qu'on réduit le diamètre des tubes, les limites d'inflammabilité se rapprochent jusqu'à ce qu'on arrive à un diamètre capable d'ar« rèter le combustion de tous les mélanges, en proportion quelconque.

Voici les résultats de quelques expériences que j'ai faites sur les mélanges d'oxyde de carbone et d'air.

Proportion de CO. 16. i 17.0 19. i 38,0 47,5 57,0 61.7 66,5 71,5 Diamètre des ^ no» 13 6,G 4.8 23 2,3 2,3 4,8 9 8 11 tubes en mm. ) oui 13,8 7.5 6 6 3,6 2,3 3.6 6,6 9,8 11

Limite moyenne. 13,4 7 5,7 2,9 2,3 2,9 5.7 9 8 11

Les expériences suivantes se rapportent à l'acétylène ; on a réuni dans le même tableau les limites inférieure et supérieure d'inflammabilité des mélanges d'acétylène et d'air correspondant à chacun de ces diamètres :

Diamètre. ... 0,5 0,8 24 6 20 30 40 Limite inférieure .9 7»7 5 4»5 6 3,5 3,1 2,9 Limite supérieure . 9 10 15 25 40 55 62 64

Influenoe de llndinaifon <!• 1« burette. — Une cause d'erreur importante à connaître, mais facile à éviter quand on la connaît, a été découverte par M. Lebreton. La limite d'inflammabilité mesurée à la burette varie quand on incline celle-ci pour faire les mesures ; elle s'abaisse avec l'augmentation de l'inclinaison sur la verticale.

Voici les résultats obtenus avec le gaz d'éclairage, l'hydrogène et du méthane impur :

DglM

Gaz d*éclairage

Hydrogène

UOhkn

Influence de Tagitation. — Dans un mélange gazeux en mouvement, la transmission de l'inflammation ne se fait pas dans les mêmes conditions. Une partie des échanges de chaleur résulte du mélange des gaz chauds avec les gaz froids, et ne se produit plus exclusivement par rayonnement et conductibilité. Les échanges de chaleur étant ainsi accélérés, les pertes par refroidissement sont réduites et la limite d'inâammabilité est un peu abaissée. Cependant une agitation trop forte, quand elle provoque brusquement le mélange des gaz chauds avec une trop grande quantité de gaz froids, peut amener rextinccion de la flamme et produire ainsi l'effet contraire. Il doit donc y avoir, et Texpérience le confirme, un certain degré d'agitation, assez faible il est vrai, qui correspond à un maximum d*inâammabilité des mélanges combustibles. Il est impossible de mesurer et de définir en aucune façon ce degré d'agitation.

Les agitations très violentes, comme celles que l'on obtient en lançant un mélange gazeux au moyen d'une forte pression à travers un orifice, peuvent au contraire «être un obstacle à la combustion. Cette difficulté se présente fréquemment dans le chauffage des fours avec les gaz de gazogènes, les gaz de hautsfourneaux et en général ce que Ton appelle les gaz pauvres. Il est très difficile d'allumer au début ces gaz dans une enceinte encore froide, la vitesse trop grande du courant gazeux amène de suite Textinction. Souvent même on est obligé, pour obtenir .cet allumage, de mettre devant l'orifice des carneaux à gaz une certaine quantité de charbon incandescent qui échauffe le mélange et entretient sa combustion. Ces extinctions de la flamme peuvent, dans certains cas, être la source 4e graves dangers. La flamme éteinte dans une partie d'un four où la vitesse est trop grande, peut s'allumer quelques instants après si elle rencontre une matière incandescente et l'explosion produite parle retour de flamme en arrière pourra faire sauter le four.

Limites d'inflammabilité das vapeurs combustibles. — Les

limites d'inflammabilité des différents gaz simples ou industrieb

COMBUSTION DES MÉLANGES GAZEUX

varient dans des limites extrêmement considérables. Le tableau suivant donne les résultats des expériences de MM. Le Chatelier et Boudouard au sujet de la limite inférieure d'inflammabilité des vapeurs de liquides volatils; on a rapproché dans le même tableau les résultats relatifs aux gaz permanents.

Les lettres inscrites en tète des colonnes ont la signification suivante : /, température ; /, tension de vapeur (donnée par les tables) ; />, poids en grammes de vapeur par litre ; V, volume de vapeur pour loo; O, quantité pour loo d'oxygène nécessaire à la combustion ; q^ chaleur de combustion d*un volume moléculaire du mélange, soit 23,5 1. à 15^. Les chiffres gras sont les nombres obtenus expérimentalement.

Sulfure de carbone. . .

Hydrogène

Acétylène

Gaz d'éclairage

Oxyde de carbone. . .

Benzine

Toluène

Naphtaline

Méthane • . .

Pentane

Hexane

Heptane

Octane

Nonane

Amylène

Térébenthène

Acétone.

Ether (oxyde d*éthyle)

Acétate d*éthyle

Azotate d'éihyle

Alcool éthylique

— propylique

— isopropylique .

— isobutylique . .

— amyliquc ....

— allylique . . . . .

Acide acétique

7 mm.

o,oi48

o,oi3a

o,oii2

o,oo83

o,oi58

o,ii5 0,120 0,101 0,090 0,120 0,081

INTRODUCXIOK A L'ÈTUDE DE LA MÉTALLURGIE