X 2,079 + 2,50 X SOC

ou en nombre rond 2.400

Si enfin on employait à la combustion un excès d'air de 30 0/0, il suffirait de prendre pour p 3,25 au lieu de 2,50.

En somme, les causes qui diminuent la température de combustion sont :

lo La présence des matières inertes parmi lesquelles la vapeur d'eau est la plus nuisible. 11 en résulte qu'un combustible impur ne peut pas remplacer un combustible pur, lorsqu^il s'agit de produire des températures élevées.

Vt

2o L'emploi d'un excès d'air ; or, dans la pratique, il est très difficile de réaliser une combustion complète sans employer un excès d'air de 20 à 30 0/0, souvent même de 50 0/0.

Les moyens d'augmenter la température de combustion sont le chauffage préalable de Tair et celui du combustible ; ce dernier ne peut guère se réaliser que pour les combustibles gazeux.

La méthode de calcul indiquée plus haut suppose la chaleur spécifique des gaz constante, comme on l'admettait autrefois ; mais, d'après les expériences plus récentes de MM. Mallard et Le Chatelier, il n'en est pas ainsi, et la chaleur d'échauffement, à partir du zéro absolu ( — 273^) jusqu'à une température T = 273 + ^ peut s'exprimer par la formule :

Qzzra-^^^ + ô

iOOO ' 1000» •

Connaissant les coefficients a tib pour chacun des gaz produits^ on pourra calculer la chaleur d'échauffement Q de l'unité de poids de chacun d'eux en fonction de la température absolue T ; la somme de ces chaleurs unitaires donnera là chaleur d'échauffement du mélange produit parla combustion : Ej9 Q, /? étant le poids de chaque gaz produit par la combustion d'un kilogramme.

La température de combustion sera évidemment celle qui correspondra à l'égalité

C étant le pouvoir calorifique de combustible.

On pourra l'obtenir en traçant la courbe parabolique qui représente S /? Q en fonction de T : elle se trouvera (fig. 5) à l'intersection

Méthode graphique pour la détermination des températures de combustion.

de cette courbe et de l'horizontale représentant la chaleur latente de combustion.

Les nombres trouvés par cette méthode sont naturellement

inférieurs à ceux que donne la méthode précédente ; on trouve :

Pour la combustion du carbone à Tair ... : 2040*

— de Foxyde de carbone. . 2100

— de l'hydrogène 1970

Si Ton emploie un excès d'air d'environ 25 0/0, la température développée parla combustion du carbone pur s'abaisse à 1650® ; ce nombre représente, comme nous le verrons, une limite presque impossible à réaliser dans les fours ordinaires.

La dissociation a aussi pour effet de diminuer, dans une certaine mesure, la température développée : elle empêche, en effet, la combustion d'être complète. Toutefois, d'après les expériences les plus récentes, ce phénomène serait négligeable dans la pratique. /

En effets la dissociation de l'acide carbonique et de la vapeur d'eau ne commence à devenir sensible qu'au-dessus de 1500° ; et à 2000°, elle est au plus de 4 0/0. Ces effets sont donc insignifiants par rapport aux différentes circonstances pratiques qui empêchent toujours, plus ou moins, la combustion d'être complète.

Aiusi, les températures calculées, même d'après la méthode corrigée que nous avons indiquée en second lieu, sont encore des maxima, supérieurs aux températures pratiquement réalisées, et ce calcul ne peut servir qu'à comparer entre eux deux combustibles ou deux modes de combustion, et non à déterminer exactement les températures produites.

90. Influence de la pureté sur la valeur dés oonibnstibies. — Nous avons déjà dit que les combustibles se rencontrent rarement à Tétat de pureté. Ils contiennent toujours plus ou moins de matières minérales appelées cendres, dont la présence diminue leur valeur. Considérons un combustible qui contient 20 0/0 de cendres, son prix sera, par ce fait, réduit de 1/5 au moins, puisqu*il ne s'y trouve que pour 4/5 de matières utiles. Le mal sera bien plus grand si le combustible doit être transporté assez loin avant d'être consommé ; car on sera obligé de payer les frais de transport pour les cendres comme pour le reste. En outre la température de combustion s'abaisse à mesure que la teneur en cendres augmente, et le combustible devient impropre aux opérations qui exigent une température très élevée. On peut admettre que la valeur commerciale d'un charbon dimi-

une de 2à 5 0/0 par chaque unité de teneur en cendres (1) : c'est-à-dire que si le prix du charbon pur est a celui du charbon à n 0/0 de cendres variera de :

A partir de 30 0/0 environ la valeur industrielle devient â peu près nulle.

La nature des cendres n'est pas indifférente. Elles peuvent exercer une action chimique nuisible ou utile, surtout lorsque le combustible est brûlé au contact des matières à échauffer. La qualification d'impurs est souvent réservée aux charbons qui contiennent des matières nuisibles^ et surtout de la pyrite ; ceux dont les cendres sont abondantes, mais inoffensives, sont plutôt désignés par Tépithète de crus. Enfin nous verrons qu'il y a lieu de distmguer, au point de vue des facilités d'emploi, les cendres fusibles, infusibles, ou ramollissables. Ces dernières, qui s'agglomèrent en gros fragments, s'appellent mâchefer.

Les combustibles contiennent toujours plus ou moins d'humi^ dite. L'eau est nuisible au même titre que les cendres et plus que ces dernières, car elle se vaporise pendant la combustion en absorbant beaucoup de chaleur.

%%, Propriétés physiques. — Les propriétés physiques ont une grande importance au point de vue de la conduite du foyer ; le combustible peut être en fragments gros ou menus, dur ou friable, sujet à s'agglomérer au feu, ou à décrépiter, c'est-à-dire à se réduire en poussière. En général, la dureté et la faculté de s'agglomérer sont des avantages : cependant cette dernière est nuisible dans certains cas particuliers. On nomme maigres ou secs les combustibles qui ne la possèdent pas^ et gras ou collants ceux qui en jouissent.

Les combustibles sont plus ou moins inflammables : cette propriété peut être définie par la température à laquelle chacun d'eux doit être porté pour entrer en ignition. La flamme qui se produit pendant la combustion peut aussi être plus ou moins longue, ce qui a de l'importance pour certains emplois spéciaux.

(4) Les marchés de houilles stipulent des amendes qui varient de 0,2b fr. à 0,50 fr., parfois môme 1 fr., par tonne et |)ar unité de cendres au-dessus d'une teneur déterminée.

30 CHAPITRE PREMtER. - COMBUStîBLES SOLlftES

9t. Disiillatl«n. ^ On nomme disiillation ou carbonisation, l'opération qui consiste à ohaufler un combustible à l'abri de l'air : il se dégage alors des matières Volatiles (eau, gaz, huiles et goudrons, etc.) et il reste un résidu composé presqu^uniquement de carbone. Ce résidu peut être pulvérulent, ou aggloméré ; dans ce dernier cas, il est susceptible d'être utilisé, ce qui donne une valeur spéciale aux combustibles jouissant de cette propriété. Les matières volatiles se prêtent aussi à des applications nombreuses et variées suivant leur nature.

93. Compositioo élémeot&lre. — Gomme nous l'avons dit, la composition chimique des combustibles est peu variée : si on fait abstraction des cendres, ils contiennent, avec Thydrogène et le carbone, de Toxygène et de Tazote. Ce dernier corps est sans influence. L'oxygène a pour effet de neutraliser à peu près un poids dTiydrogène égal au huitième du sien ; cette portion de rhydrogène est en quelque sorte déjà brûlée et ne contribue pas à augmenter le pouvoir calori&que. Le reste de ce gaz est combiné avec une partie du carbone, à des états très divers. Enfin, dans ce dernier élément, il convient de distinguer la portion qu'on appelle carbone fixe ; c'est celle qui subsiste après la distillation, tandis que le reste se dégage avec les matières volatiles.

La composition élémentaire des combustibles, c'est-à-dire la proportion respective de chaque corps simple qui y entre, ofiré peu d'intérêt au point de vue industriel. Elle ne permet pas de préjuger les propriétés les plus importantes. Les seules lois qu'on puisse formuler à ce sujet sont les suivantes ; le combustible est d'autant plus inflammable et à flamme d'autant plus longue qu'il contient plus de gaz. Le pouvoir collant ou agglomérant croit avec la proportion d'hydrogène disponible, c'est-à-dire non combiné avec Toxygène. (C'est le poids total de l'hydrogène, diminué du huitième de celui de l'oxygène). Quant au pouvoir calorifique, on a proposé de le calculer en faisant la somme de celui du carbone total qt de l'hydrogène disponible, mais les résultats du calcul concordent peu avec ceux de l'expérience.

941. Composition iinniédiate. — Il y a plus d'intérêt à connaître ce qu'on appelle la composition immédiate, c'est-à-dire la quantité et la nature des matières dégagées à la distillation.

coMbustiôles naturels 31

ainsi que le poids du carbone fixe. Ces données permettent de déterminer à peu près la valeur d'un combustible supposé pur et de préciser les usages auxquels il se prêtera. Nous verrons; en effet, que les différentes catégories que nous allons décrire sont caractérisées chacune par une certaine composition immédiate.