Calorimètre de M. A. Lecomte
(Installation de l'appareil.)
on s assure que doit être de 120 à
450 litres environ à l'heure s'il s'agit de gaz à l'eau, de 600 à 750 litres environ à l'heure s'il s'agit de gaz de gazogène. La flamme du bec doit comporter une zone verte de 8 millimètres à 1 centimètre de hauteur.
On ferme ensuite peu à peu le robinet N de manière à établir une différence de tempe* rature de 10° environ entre le thermomètre T { et le thermomètre T 2 .
On fera bien de laisser marcher le calorimètre pendant un quart d'heure, pour être sûr que le régime est bien établi, ayant de commencer l'essai.
L'éprouvette H placée sous le calorimètre recueille l'eau de condensation provenant de la combustion du gaz.
Les opérations de l'essai sont les suivantes.
1° Tarer le vase I (fig. 31);
2° Plonger le caoutchouc E dans le vase I, quand l'aiguille du compteur d'expérience passe au ;
3° Noter les températures marquées parle thermomètre T ? quand l'aiguille du compteur passe sur 60 (1 litre de gaz consommé), sûr 120 (2 litres de gaz consommé), sur 180(3 litres de gaz consommé) ;
4° Prendre le caoutchouc E en main et, au moment précis où l'aiguille passe sur 240 (4 litres de gaz consommé), retirer le caoutchouc du vase.
Voici le calcul d'un essai.
T,, température de Teau à l'entrée 16° C.
T i l'aiguille du compteur passe sur 0, 27,8 )
température] 27,8 ! Moyenne 27',8
alaSOr<le .f - 210, 27,9]
Différence des températures T 2 — T, i 1°,8
Poids de l'eau dans le vase pour 4 litres de gaz dépensé 1,705 kilog.
Calories-kilogrammes développées par la combustion de 4 litres de
gaz. 1,703 X i 1,8 = 20,119 cal.-kil.
Pouvoir calorifique supérieur du gaz par mètre cube à 16° C, près-
sion760~ 20,119X1.000 = g ^ ^ ^
Pouvoir calorifique supérieur par mètre cube à 0°, pression 760 mm :
11 existe d'autres modèles de ce type de calorimètre que nous venons d'étudier. Signalons le calorimètre de Simmance, peu différent du calorimètre de Junkers,et le calorimètre à enregistrement continu de M. Spcller( [ ).
Nous venons d'indiquer les méthodes qui permettent de mesurer le pouvoir calorifique d'un gaz de gazogène.
9. Principe de l'analyse d'un gaz de gazogène. — Il reste à traiter la question de l'analyse de ce gaz.
Sans entrer dans tous les détails de cette question si complexe de l'analyse d'un mélange gazeux, nous allons indiquer deux méthodes industrielles suffisamment exactes, qui permettent de se rendre compte de la composition du gaz produit.
Un gaz de gazogène est, comme nous l'avons dit, formé d'un mélange de CO 2 , 0, C 2 H 4 , CO, H, Cm et Az.
On détermine les proportions de CO 2 , et C 2 H 4 en les absorbant par des corps convenables ; quant à la teneur enCO, H, CH 4 , on l'obtient par une analyse eudiométriqueen brûlant le mélange dans un excès convenable d'air; enfin l'azote se dose par différence,
0) On trouvera la description de ces calorimètres dans Revue de Mécanique, t. XVI, mai 1905, p. 470.
GAZ MIXTE OU GAZ PAUVRE. — POUVOIR CALORIFIQUE, COMPOSITION CHIMIQUE 81 .
Les absorbants employés sont :
Pour CO 2 , une lessive de potasse (250 grammes de potasse caustique par litre d'eau) ;
Pour 0, une dissolution de pyrogallate alcalin (*);
Pour C ? H 4 , de l'acide sulfurique fumant (poids spécifique, 1,938).
Dans le mélange CO + H + CH 4 , on introduit une quantité convenable d'air ; comme on connaît la composition de l'air, formé de 21 0/0 d'oxygène et de 79 0/0 d'azote, on sait la quantité d'oxygène introduite. Après le passage d'une étincelle électrique dans le mélange, il s'est formé de l'anhydride carbonique et de l'eau qui s'est condensée. Une diminution de volume s'est produite; désignons-la par 2. Le mélange gazeux qui reste après le passage de l'étincelle contient de l'anhydride carbonique, de l'oxygène en excès et de l'azote. On absorbe l'anhydride carbonique et l'oxygène, il reste l'azote. En retranchant le volume de l'azote introduit avec l'air, il reste l'azote qui, dans le gaz de gazogène, était primitivement mélangé à CO + H + CH'*. 11 est donc facile d'obtenir lç volume de ce dernier mélange gazeux; désignons-le par V.
Nous allons voir que la connaissance de D, de V et du volume d'anhydride carbonique formé dans l'analyse eudiométrique nous permet de connaître les teneurs de CO, H et CH 4 dans le gaz de gazogène.
Les réactions qui expriment les combustions de ces trois gaz sont, en effet, représentées par les équations suivantes.
Combustion de l'oxyde de carbone :
CO + O = CO 2
Un volume Uj d'oxyde de carbone brûlant en présence d'un volume -£ d'oxygène donne
naissance à un volume II 4 d'anhydride carbonique, tous ces volumes étant mesurés dans les mêmes conditions de température et de pression. La diminution de volume qui se produit dans la combustion de l'oxyde de carbone est donc égale à
Combustion du méthane
CH* 4- 40 = CO* + 2H a O.
Si la vapeur d'eau est entièrement condensée, un volume U 2 de méthane brûlant dans un volume 2U 2 d'oxygène donne naissance à un volume U 2 d'anhydride carbonique. La diminution de volume, qui se produit dans la combustion du méthane, est donc égale à
Combustion de l'hydrogène :
(!) Le pyrogallate de potasse se prépare au moment même où on fait l'expérience, en versant une solution aussi concentrée que possible d'acide pyrogallique sur un fragment de potasse humide placé préalablement dans le vase où doit s'effectuer la réaction. La solution d'acide pyrogallique se prépare aussi au moment de l'expérience en ajoutant un peu d'eau bouillie à un grand volume d'acide pyrogallique solide ; en général, malgré la grande solubilité de l'acide pyrogallique, il reste une partie insoluble formée d'acide gallique.
Lorsqu'on fait passer la solution pyrogallique, à peu près incolore, dans un gaz contenant de l'oxygène en présence d'un excès de potasse, le liquide prend immédiatement une teinte brun foncé.
GAZ PAUVRBS. 6 .
Si la vapeur d'eau est entièrement condensée, la diminution de volume produite par la combustion complète d'un volume U 3 d'hydrogène est égale à
Si dès lors on a un mélange des trois gaz CO + H + CH* de volume '
V ! =U,+U, + U I ; si l'on ajoute à ce mélange un volume d'oxygène égal à
de manière à avoir un volume gazeux total égal à
et si, dans ce dernier mélange, on fait passer des étincelles électriques, le nouveau volume de gaz sera
car la diminution de volume a été
Enfin le volume de l'anhydride carbonique formé est égal à la somme des volumes de l'oxyde de carbone et du méthane existant dans le mélange primitif. Si on désigne ce volume d'anhydride carbonique par W (déterminé directement dans l'expérience), on a l'équation
Les trois équations
( S =|U < +ÎU, + |U,,
dans lesquelles l'expérience permet de connaître V, W, 2, donnent, pour la composition du mélange CO •+- H -+- CH 4 , les valeurs suivantes des volumes U lt U 2 , U 3 .
