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CoDserrelafor me delà matière
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PolTëroleni ou à poJne fritte Fondu, très fendillé.
id. moyenn»meot compact.
Coke métallnrgique.
Fritte on pol-
vémleot.
Pulvërolent, brillant ou pre»
que nol.
Colonne i. Pour les combustibles naturels, les pouvoirs calorifiques sont indiqués en chiffres ronds.
Colonne 4. Dans les combustibles naturels, l'azote est en général en très petite quantité, ne dépassant guère i pour cent du poids du combustible.
Les chiffres de ce tableau ne se rapportent, nous le répétons, qu'à des combustibles desséchés et privés de cendres.
adO . Combustion du eokc. — Nous allons actuellement aborder l'étude des phénomènes de la combustion.
Nous examinerons séparément ce qui vSe passe dans la combustion du carbone et dans celle des carbures d'hydrogène.
Supposons d'abord un foyer chargé avec du charbon ne contenant pas de produits volatiles, du coke par exemple.
Lorsque l'air arrive sur le coke incandescent, il se produit deux phénomènes successifs.
D'abord, formation d'acide carbonique avec dégagement de 8080 calories par kilogramme de carbone brûlé ;
En second lieu, formation d*oxyde de carbone avec absorption de 2034 calories par kilogramme de carbone dissous.
S'il ne se forme que de Tacide carbonique, chaque kilogramme de carbone fournit 8080 calories. S'il ne se forme que de Poxyde de carbone, chaque kilogramme de carbone ne dégage que 2473 calories.
La formation de Toxyde de carbone est favorisée par les circonstances suivantes :
Faible vitesse de Tair, qui tend à prolonger le contact entre le carbone et Tacide carbonique déjà formé ;
Grande épaisseur de combustible, agissant de la môme manière ;
Enfin porosité du charbon et petites dimensions des morceaux, ce qui multiplie les surfaces de contact.
;^0. Conftbtifitlon da mwut d'éclalrasre. — Voyons maintenant ce qui se passe lorsqu'on fera brûler un combustible à l'état gazeux, et prenons pour type le gaz d'éclairage.
Il se compose principalement d'hydrogène et de carbure d'hydrogène.
La flamme d'un bec de gaz peut être divisée en trois parties :
1° Vers la base de la flamme, une partie bleuo dans laquelle la combustion commence;
2° Vers le milieu, la partie brillante, dont l'éclat est dû à la présence de molécules de carbone solide, résultant delà dissociation des hydrocarbures par Teffet de la haute température ;
3° Enfin, une gaine extérieure d'un éclat rougeâtre, où s'achève la combustion du carbone en présence de l'oxygène de Tair.
Si l'on plonge un corps froid dans la partie brillante de la flamme, il se couvre de noir de fumée.
Si l'on interpose une toile métallique, la flamme est coupée, mais les gaz peuvent être rallumés de l'autre côté de la toile, ce qui prouve qu'ils contiennent encore des parties combustibles.
Lorsqu'on mélange au gaz d'éclairage avant de l'allumer, de faibles quantités d'air, la partie bleue de la flamme augmente aux dépens de la partie brillante ; avec une proportion d'air assez grande, mais cependant tout à fait insuffisante pour brûler le gaz, la partie brillante de la flamme disparaît complètement ; la flamme devient bleue. Dès lors, sur un corps froid ou une toile métallique interposée dans la flamme, il ne se déppse plus de noir de fumée, mais il se dégage des hydrogènes carbonés plus ou moins oxydés, liquides ou gazeux, et d'une odeur extrêmement forte.
Si l'on introduit dans un tube de verre de 15 millimètres de diamètre, un mélange d'air et de gaz d'éclairage, et qu'on l'allume par un bout, la flamme se propage le long du tube avec une vitesse variable, suivant la proportion du mélange. La vitesse est d'environ 2 m. 85 par seconde, lorsque la proportion est telle que tous les éléments soient complètement brû-
lés (en eau et acide carbonique) c'est-à-dire lorsque le volume du gaz est de 16 pour cent environ de celui du mélange. La vitesse d'inflammation déeroft rapidement lorsque le mélange s'éloigne de ces proportions ; eUe n'est plus que de 0 m. 25 environ, lorsque le volume du gaz est de 9 pour cent ou de 22 pour cent de celui du mélange.
Le mélange cesse de s'enflammer s'il contient moins de 6 pour cent ou plus de 27 pour cent de gaz ; toutefois, dans une capacité plus vaste, Tinflammation se propage même lorsque les proportions du gaz dépassent notablement les limites que nous venons d'indiquer.
ZSt. Combustion dans les foyers Industriels. — Résumant ce qui précède, nous dirons :
Dans la combustion du carbone solide, il y a formation d'oxyde de carbone d'autant plus abondante que Tair et lacide carbonique formés dès le début ont un contact plus prolongé et plus intime avec le charbon à une température élevée.
La combustion des combustibles gazeux devient incomplète :
1° S'il y a défaut d'air ;
2'' Si le mélange de l'air avec les gaz n'est pas assez intime ;
3"* Si les flammes sont refroidies avant que les réactions soient complètes.
Toutes ces circonstances se retrouvent dans le fonctionnement des foyers de chaudières. Dans ces foyers on charge la houille par intermittence à d'assez longs intervalles ; il en résulte que les réactions ne sont pas permanentes.
Dans un foyer qui n'a pas été chargé depuis quelque temps, le charbon forme une couche de coke assez mince ; il y a excès d'air, haute température, il se produit surtout de Tacide carbonique. Au moment de la charge, l'accès de lair est réduit et le foyer refroidi : donc formation d'oxyde de carbone, combustion incomplète des carbures distillés, fumée épaisse dénotant une combustion défectueuse.
Dans l'intervalle de deux chargements, la combustion passe par tous les intermédiaires entre ces états extrêmes.
L'admission d'un excès d'air ne suffit pas pour brûler les gaz combustibles, s'il ne leur est intimement mélangé dans une enceinte à haute température.
Le pouvoir calorifique est loin de donner une mesure exacte de la quantité de chaleur qui peut être industriellement utilisée.
En premier lieu, le combustible marchand contient des cendres et de rhumidité.
En second lieu, la combustion est toujours plus ou moins imparfaite : il y a dégagement d'oxyde de carbone, de carbures non brûlés et de noir de fumée ; une partie du charbon tombe dans le cendrier à l'état d'escarbilles
- Enfin, une partie notable de la chaleur développée est perdue sôus les formes suivantes :
Rayonnement et conduction par les parois des fourneaux ;
Gaz chauds et vapeurs non condensées s'échappant par la cheminée.
Ou peut compter pratiquement qu'une bonne chaudière ordinaire, bien construite, bien conduite, utilise 50 à 53 0/0, rarement 60 0/0 de la chaleur virtuellement contenue dans le combustible.
' Exemple : Une bonne houille grasse à courte flamme, a un pouvoir calorifique de .... : 9400
Or pour vaporiser à 150*» 1 k. d'eau prise à 15% il faut une quantité de
chaleur: 606,5 + 0.305 X 150 — 15 = 637 calories.
' Chaque kilogramme de houille, siipposée sèche et pure, vaporiserait
donc — -^-; — = 14 k. 7 d eau.
oo7
Si la houille contient 10 0/0 de cendres et d'humidité, et si la chaudière utilise 55 0/0 de la chaleur théorique, la vaporisation sera de
14,7 X (1 — 0,10) (0,55) = 0,495 X 14,7 = 7 k. 28. par kilog. de houille marchande.
' :^3S. Air et prodiulto de la eambnstloo. — Il faut compter, dans la combustion industrielle, sur un excès d'air notable, que l'on peut évaluer à 50 0/0 de la quantité d'air théoriquement nécessaire à une combustion parfaite^
Avec cette donnée, le tableau suivant résume les conditions ordinaires de la combustion (Péclet).
On a supposé successivement que les gaz s'échappant parla cheminée avaient une température de 150 ou de 300°.
