VALEUR CALORIFIQUE DES COMBUSTIBLES GAZEUX

Le calorimètre employé pour déterminer la valeur calorifique du gaz de gazogène fut inventé par le Prof. C. V. Boys, et décrit par lui dans le Roy. Soc. Proc. 1906, 77 À, p. 122 (également Jour. Soc. Chem. Indust. 15 Mars 1906, p. 234).

La méthode habituelle de calorimétrie du gaz est employée; un jet de gaz est brûlé dans le calorimètre et la chaleur de la combustion est absorbée par un courant d’eau qui passe à travers l'instrument. Le degré d'écoulement du gaz est déterminé par son passage à travers son passage dans un compteur à gaz; l'élévation de la température est déterminée au moyen de thermomètres placés dans l'eau à l'entrée et à la sortie et le degré d'écoulement de l'eau est déterminé par le récipient de mesurage dans laquelle elle s'écoule; d’après ces données or reut calculer la valeur calorifique de la houille.

Le calorimètre de Boys fut construr on à fournir un espace ample pour la circulation de tous les gaz brt :; ue façon à ce qu'ils passent tranquillement et librement à travers l'instrument et qu'ils soient ainsi exposés d’une manière effective aux surfaces refroidissantes. Le contenu d'eau de l'instrument a, d'un autre côté, été réduit à sa plus petite quantité; ce qui fait que l’eau qui s'écoule atteint sa température extrême très rapidement après que le gaz est allumé et toute variation de température dans l'eau qui entre est rapidement suivie d’une élévation de température dans l’eau qui s'écoule. Toute l'eau qui circule s'écoule de la même manière, n'ayant aucune route à suivre et l'on ainsi tout chauffage inégal et l'irrégularité de la température à la sortie.

La description suivante de l'appareil est prise dans ‘Notification of the Metropolitan Gas Referees'” (Londres, Ang.) en 1906.

Le calorimètre est visible sur la Fig. 55 dans sa section verticale. Il se compose de trois parties séparées: (1) La base, R, qui supporte deux brûleurs, b, pour les gazogènes, ces brûleurs sont remplacés par des tubes simples et un robinet régulateur. La partie supérieure de la base est couverte d'une plaque en métal sur lesquelles se trouvent trois blocs, ces blues sont placés de façon à porter (2) le récipient D qui est muni d'une cheminée centrale de cuivre E et d’un échappement F pour l'eau condensée,

Appuvés sur le bord du récipient D, se trouvent (3) les parties essentielles du calorimètre attachées au couvercle G. Commencant au centre où est situé l'écoulement, se trouve une boîte de cuivre qui agit comme chambre pour l'égalisation de la température pour l'eau qui s'écoule. Deux plaques de cuivre léger K, K, sont maintenue en position par trois rouleaux de cuivre mince, L, L, L. La portion pendante ou inférieure de la boîte est tenue froide au moyen de l'eau circulant à travers un tuh£c placé à l'extérieur de la cloche relié à ce tube à son point le plus bas, se trouvent six coudes de tuvaux de cuivre tels qu'on en emploie dans les radiateurs à force motrice connus sous le nom de Clarkson. Dans ceux-ci, une hélice de fils de cuivre est enroulée autour du tube et on passe là tout au moyen d'une immersion dans un bain de soudure fondue. Un second rouleau de tuyaux de dimensions similaires entourant le premier y est relié à l'extrémité inférieure, cela se termine à l'extrémité supérieure par un bloc auquel la boîte pour l'eau qui entre et le support du thermomètre sont attachés tel qu'il est montré dans O. Une boîte d'eau pour celle qui sort, P, ainsi que le support du thermomètre sont identiquement attachés au dessus de la chambre d'égalisation. Les coudes inférieures des deux rouleaux, M, NX, sont plongés dans l'eau qui est d'abord placée dans le récipient D, mais à laquelle vient s'ajouter l'eau de condensation des gaz brûlés; l'excès d'eau s'échappe par le tuyau d'écoulement F.

Entre les rouleaux extérieurs et intérieurs N, M, est placée une braquette Q, faite de minces plaques de cuivre contenant de la poussière de liège agissant comme isolateur de chalen- -Ine paroi de minces feuilles de cuivre, un peu plus petite que le récipient D est adoptée au couvercle ce qui fait que lorsque l'instrument est enlevé du récipient, les rouleaux sont protégés contre tout accident. L'étroit espace d'air entre cela et le récipient D sert également à prévenir l'échange de chaleur entre le calorimètre et l'air de ia salle. Les deux thermomètres pour la lecture des températures de l'eau et le troisième pour la température des gaz qui s'échappent sont presque tous ensemble et au même niveau; les deux premiers sont divisés en dixièmes de degrés d’après l'échelle centigrade et sont munis de lentilles de lecture; îls furent calibrés dans la Section de Physique de l'Université McGill. Le couvercle peut être tourné en rond dans toute position relativement au tuyau d'entrée des gaz de façon à pouvoir servir aux observations d'une façon utile, et les boîtes d'eau extérieures et intérieures peuvent elles-mêmes être tournées de façon à ce que leurs tubes d'embranchement puissent être pointés dans toute direction.

Les accessoires du calorimètre consistent dans un régulateur à pression de gaz; compteur à gaz avec cadran opal de 9” divisé en 100 parties, capacité 15” de pied cube par révolution; un récipient de mesurage de 2300 c.c. un tuyau de changement pour livrer l’eau dans l'évier ou un récipient de mesurage, tel que désiré; et un tuyau d'écoulement pour livrer l'eau au calorimètre d'une façon constante.

La Fig. 56 dontie une vue générale du calorimètre et de ses accessoires, et la Planche XLIX (Villème Partie) montre le calorimètre tel que dressé

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Fig. 56.

sur us. banc spécial dans la salle du gazogène. Le gaz fut fourni à l'instrument par la conduite principale de gaz sur le côté de la pression du soufflet; il passa d'abord à travers le régulateur à pression, puis dans le compteur et fut finalement brûlé dans le calorimètre—on doit remarquer que cet ordre varie avec celui que l'on suit en essayant le gaz des villes, dans quel cas, le gaz passe d'abord à travers le compteur. Le tuyau de déchargement fut fixé à l'arrière du banc, à environ 3 pieds au-dessus du niveau de l'instrument; l'écoulement d'eau ainsi réglé ne fut pas changé par la suite; le gaz fut ajusté quand cela fut necessaire au moyen du régulateur à pression, ce qui fait que lorsque le brûleur fut allurié il se produisit dans la température de l'eau une élévation de 5° à 8° C pendant son passage à travers le calorimètre. Le tuyau de changement fut placé sur un râtelier au-dessus du cylindre de mesurage et on s'arrangea de façon à ce que l'eau d'écoulement du calorimètre s'écoulât dans le tuyau et de là, normalement dans un tuyau de p2rdition ou en enlevant le tuyau dans le récipient de mesurage.

Le brûleur du calorimètre fut allumé au commencement de l'essai du gazogène et maintenu allumé pendant l'essai; une détermination fut faite aussitôt que la température devint régulière et répétée à intervalles réguliers pendant l'essai; on ne considéra aucune détermination comme satisfaisante à moins qu'il n’y ait une grande variation de température à l'entrée ou à la sortie. La méthode employée fut ainsi qu'il suit: au moment ou le bras du compteur eut passé la marque zéro, le tuyau de changement fut remué de façon à se décharger dans le récipient de mesurage vide; des lectures de la température extérieure de l'eau furent alors prises une fois pendant chaque révolution du compteur jusqu'à ce que 1600 à 1900 c.c. d'eau eussent été recueillis, le tuyau de changement fut alors ramené en arrière quand le bras du compteur eût de nouveau passé zéro. La température à l'entrée fut lue au commencement, au milieu et à la fin de la période; à la fin on nota le volume de l'eau recueillie ainsi que la température du gaz dans le compteur et la pression garométrique. En général, 14 ou 34 de pied de gaz (6 ou 9 révolutions du compteur) furent brûlés pendant une expérience.

SIV = le volume de gaz brûlé en pieds cubes, tels que mesurés par le compteur.

W = volume d'eau recueillie, en litres.

T; = la température moyenne de l'eau à la sortie, en degrés Centigrades.

T: = la température moyenne de l’eau à l'entrée, en degrés Centigrades.

t = la température du gaz au comnteur, en degrés Fahrenheit.

p = la pression de vapeur d’eau à t°, F., en pouces de mercure.

P = la pression barométrique, en pouces de mercure.

Pp 459 + 60 30-0-5 * 459 + t

pieds cubes d'humidité de gaz mesurée à 60°F et 30” de pression de mercure (la vapeur de l’eau à 60°F. est 0-5” de mercure.)

alors V X est le volume du gaz brûlé, corrigé en

W OX (Ts Ti X )3-968 pe. X (Ts Ti) X (459 + t) X 0:2255 Fp 459 + 60 V X (P-p)

donne la valeur calorifique du gaz en Unités Thermales Britanniques par pied

cube de gaz mesuré humide à 60°F et sous une pression de 30” de mercure.

(3-968 est le facteur pour convertir des calories par kilogrammes en U.T.B.)

Les chiffres ci-dessus donnent la valeur calorifique brute; on crut qu'il n'était pas nécessaire de recueillir l'eau des gaz brûlés afin de déterminer la valeur calorifique nette.

Le compteur employé fut calibré une fois par semaine en passant à travers l'air provenant d'un bocal de capacité connue. La nécessité de ce calibrage fut démontrée par le fait qu'un compteur qui avait été en usage pendant quelques années donna des lectures qui étaient presque de 11 pour cent trop basses: l'erreur étant due au goudron qui s'était emmagasiné dans le compteur.

et V x