C -f 0* -f 4A2* = CO* + 4Az
14 14 (vol. molec.)
d^gageant 91^^ Q pour une molecule (12 grammes) de charbon brtil^.
II n'y a pas, dans ce cas, k se pr^occuper de la vapeur d'eau : on rencontre bien des g6n6rateurs d grille ferm6e dans lesquels le tirage est acliv6 par un injecleur de vapeur; quelquefois aussi, dans les fours a temperature 61ev6e, les fondeurs ont I'habitude de mouiller le charbon ou de Jeter de Teau sur la grille, pr^tendant ainsi mieux conduire leur feu ; mais, quelle que soit la raison d'etre de cette pratique, Teau n'est pas d6compos6e dans un four d chauffage direct et n'intervient pas dans la combustion.
Le corps d chauffer est plac6 directement sous la flamme de la houille, etsouvent en contact avec elle, de faQon den utiliser le mieux possible la chaleur ; puis les produits de combustion se rendent 4 la chemin^e, emportant toutes les calories disponibles en degd de la lemture de regime du four.
Pour que la combustion se fasse bien, il faut toujours un exc^s d'air, et comme Fair est g6n6ralement admis librement sous la grille, rt^glable seulement par la fagon dont est conduit le feu, Texc^s d*aiif OS t parfois considerable.
Malgr^ cela, ii est rare que le combustible soit enti^rement brtil6 ;
les fumees noires, d peu pr^s inevitables indiquent qu'une abondanle poussi^re de charbon est soustraile ii la combustion.
Ces diffi^rentes conditions de marche : perte par les fumees, exc6s d'air, combustion incomplete, ont pour consequence un rendement peu satisfaisant.
Malgr6 ce mauvais rendement, les fours A grille sans recuperation sent encore assez repandus, d cause de leur simplicite et de reconomie de leur construction.
Les vieux fours d pots de verrerie, la plupart des reverberes de la metallurgie des metaux autres que le fer, les fours a alandiers pour porcelaine et faience, les moufles, les fours d recuire le laiton ou le verre, les fours a cornues des petites usines a gaz, etc., sont sans recuperation. Meme, certains fours perfectionnes a grille profonde constituant un veritable gazogene, et ou Ton oblient une flamme plus chaude par un chauffage prealable de I'air, tels que les fours Bicheroux en metallurgie, les fours Boetius et leurs derives en verrerie et cristsdlerie, ne sont encore que des fours a grille sans recuperation, degageant les fumees directement dans Tatmospbere.
Dans la metallurgie du fer, les fours a puddler et a rechauffer sont aussi d chauffage direct, mais on y accole toujours des chaudieres d vapeur, excellents organes de recuperation, et, a ce titre, ils meritent une etude speciale.
Enfin, les chaudieres a vapeur ferment la classe la plus nombreuse de ce groupe.
11 est juste de remarquer que si tons ces fours sontdenues de recuperateurs par les gaz, ils ne sont pas tous depourvus de tout organe d'utilisation des chaleurs perdues. Sans parler de ceux qui, comme les fours d puddler, sont munis de chaudieres a vapeur, beaucoup de fours d reverbere sont d plusieurs compartiments de temperature decroissante, chaque echelon utilisant la chaleur perdue du precedent ; les fours de cuisson ceramique ont de meme le globe ou la premiere cuisson se fait d une temperature de regime inferieure a celle de la cuisson pour email.
Grdce d ces artifices, le rendement pent etre ameiiore et devenir parfois tres satisfaisant.
i OURS A CHAUFFAGE DIRECT 51
II r6sulte de cette remarque que la temperature de regime du laboratoire priocipal n'a, au point de vue de 1 'utilisation de la chaleur, aucune signification ; les deux donn6es qui, dans les fours d grille, permeltent de juger de la valeur d'un appareil, sont la temperature d la cheminee (^) et la composition des fum^es, au moyen desquelles on pent evaluer la chaleur perdue et, par difference, la chaleur ulilisee.
Nous nous proposons, dans retude des fours i grille qui va suivre, de calculer les pertes de chaleur d toutes temperatures, et pour des compositions de fumees variant dans les limites que presente I'indusirie, le combustible etant suppose du carbone ou du coke.
Get examen, un peu etranger sans doutc d I'etude de la recuperation, nous donnera, pour tons les cas de chauffage industriel, une exacte mesure du maximum d'efficacite de cette recuperation par les ^z et une premiere indication sur les resullats que peu vent obtenir les fours a gaz.
§ 2. Galcnl de la chaleur perdue par les fumees P k toutes temperatures, dans le cas theorique de combustion sans exces d'air. — Considerons un poids de coke de 12 grammes donnant, par sa combustion, un volume rooieculaire d'acide carbonique et degageant 97<^ai Q^ L'oxygene de Tair necessaire a sa combustion, egal aussi d une
79 2 molecule, est accompagne d'un volume d'azole stt^ que, pour simpli-
fier les calculs, nous supposons toujours quadruple du volume d*oxygfene. La reaction de combustion est, nous Tavons vu :
C + 02 + 4Az2 = C02 + 4Az2.
Les fumdes se composeront done de 4 volumes moieculaires d'azote ct 1 volume moieculaire d'acide carbonique, et la chaleur emporiee d la cheminee se calculera aisement a une temperature quelconque, dapres les chaleurs d'echauffement et les formules de Mallard et Le Chatelier.
^^) Rappelons ici que la cheminee d'un four commence, dans les fours sans recuperation, k la sortie du laboraloire ; c'est la que doit 6tre mesurte la temperature.
ETUDE TH^ORIQUE DE LA RECUPlilRATION
Ges calculs sont r^sum^s dans le tableau suivant :
Tableau du calcul de P dans leg fours a chauffage direct
d 30O>, 1 OOQo, 1 500O.
Reaction : C 4- 0« + 4 Az« = C0« + 4 Az«.
Composition des fum6es : C0« -f 4 Az«.
Chaleurd6gag6e : 97"' 6 : Q
[ par 1 V. m. CO* . .
Chaleur emport6e | par4 v. m. Az. . .
par les fum^cs F J
( Total. . . .
Rapport a la chaleur disponible 97,6 : P.
Difference ^ 100 ou chaleur utilis^e: U.
II est facile de completer les indications de ce tableau par les valeurs extremes de P.
A 0<*, Tutilisation de la chaleur est ^videmment complete; le rendement est de 100 %. Remarquons que ce cas est d peu pr6s celui du chauffage domestique lorsque Tappareil est construit de fagon d n*envoyer les fum^es d la chemin^e qu'd tr^s basse temp6rature, comme dans les ponies a combustion lente.
Au contraire, la perte de chaleur est totale et T utilisation nulle a partir de la temperature de combustion du carbone k Fair froid, que nous savons 6tre de 2 040°.
A Taide des cinq points ainsi calcul6s, nous pouvons tracer la courbe de la perte de chaleur P en fonction de la temperature. L'^quation de cette courbe parabolique (fig. 1), qui se d^duit imm^diatement des chaleurs d'6chauffement, est la suivante :
L'examen de celte courbe donne d*utiles indications sur la recuperation :
Au sommet de la courbe, nous retrouvons, d 2040®, la limite d'emploi des fours d chauffage direct. Au deU de cettc temperature, Temploi des foyers d grille est evidemment impossible, d moins que
FOURS A CHALFFAGE DIRECT
Ton ne chauffe pr^alablement Fair par r^up^ration ou par tout autre disposilif tel que celui des fours Bicheroux.
Et si nous rappelons qu'un exc^s d air correspondant d 5 Vo d'oxyg^ne, soit environ un quart d'air centre trois quarts de produits brtil6s, est difficilement ^vitable dans ces fours a grille, et que cetexc6sd*air abaisse d 1 650*» la temperature de combustion; si, d'autre part, nous tenons compte du kit facile d constater sur la courbe pr^c^dente qu'il
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