OXYGÈNE
EXCES D*HYDROGÈNe.
La dernière colonne donne Thydrogène en excès, c'est-à-dire celui qui reste, lorsqu'on a retranché de Thydrogène qui se trouve dans le combustible la quantité nécessaire pour former de l'eau avec l'oxygène de ce combustible.
Les cendres entrent dans les bois écorcés pour moins de i centième, généralement o,5 à 0,9 p. 100 ; elles sont plus abondantes dans les branchages et surtout dans les écorces, qui en donnent 2,5 à 3 p. 100.
L'azote, qui n'est pas compté dans la composition ci-dessus, ne dépasse guère o,5 à i p. 100.
La proportion d'eau varie beaucoup dans les bois ordinaires de chauffage suivant les circonstances. Le bois récemment abattu renferme 45 p. 100 d'eau et même davantage. Cette proportion se réduit peu àpeu, à l'air, jusqu'à 3o ou 25 et rarement à 20 p. 100, au bout de quinze ou dix-huit mois de coupe, mais elle ne descend guère au-dessous que par une dessiccation artificielle.
Puissance calorifique du bois. — La puissance calorifique du bois peut s'évaluer au moyen de la loi de Dulong. .
Pour le chêne, par exemple, ayant la composition donnée dans le tableau ci-dessus, on trouve pour la chaleur dégagée par I kilog. :
Ser. 4
Chaleur dégagée par le carbone. . . o,5o X 8o8o=4o4o — par rhydrogène en
excès 0,00725x29000= 210
Chaleur totale dégagée 4 aSo
Il faut en retrancher la chaleur absorbée par la vaporisation de l'eau, supposée formée dans le bois ; Toxygène et l'hydrogène étant dans le rapport de 8 à i et le poids d'oxygène étant o,438,
on a pour le poids d'eau o,438 x^= 0,4927, et pour la chaleur
absorbée par la vaporisation de l'eau : 0,4927 x 6o6,5 = 327,6.
Il reste pour la puissance calorifique du bois de chêne complètement desséché ou ligneux 4 25o — 327,6 = 3922,4.
Si on admet i p. 100 de cendres pour le bois desséché et non écorcé, elle se réduit à 3 883.
Le bois ordinaire de chauffage, renfermant 25 à 3o p. 100 d'eau, a une puissance calorifique beaucoup plus faible ; on la déduit du nombre précédent, en considérant le bois comme composé de ligneux et d'eau. Ainsi pour le bois à 3o p. 100 d'eau, on trouve :
Chaleur dégagée par le ligneux 0,70 x 3883 =2718
Chaleur absorbée par la vaporisation
de l'eau o,3ox 606,5= 182
Puissance calorifique du bois à 3o p. 100 d'eau 2536
Nous prendrons en nombre rond 2 5oo pour la puissance calorifique du bois de chauffage à 3o p. 100 d'eau.
Pour le bois à 25 p. 100, elle serait de 2740, et à 20 p. 100, de
On voit que l'humidité exerce une influence considérable sur la puissance calorifique des bois; mais elle a, pour certaines applications, un inconvénient plus grave.
La vapeur produite s'ajoute au poids des gaz de la combustion, et la température obtenue est plus basse, parce que la chaleur dégagée se répartit sur une masse plus grande. Dès lors il n'est plus possible, dans certains cas, dans les verreries par exemple,
ilobteDir avec les bois ordinaires la température nécessaire pour réaliser l'effet industriel, et on est obligé de dessécher artificiellement le bois dans des fours avant de l'employer.
Rumfort, Hassenfratz, Marcus Bull ont fait de nombreuses expériences déjà fort anciennes et avec des appareils assez impar faits sur la puissance calorifique des bois. Les nombres qu'ils ont trouvés s'éloignent peu de ceux qui sont donnés par le calcul.
On peut admettre que tous les bois ont sensiblement la même puissance calorifique, savoir : 3 800 calories pour lesboiscomplètement desséchés et 2 5oo pour ceux qui renferment 3o p. 1 00 d'eau.
L'industrie et le commerce distinguent les bois en bois durs et en bois légers. Cette distinction est basée sur la manière dont s'opère la combustion.
Au feu, un bois léger se fendille, donne beaucoup de flamme et brùlc rapidement. Le sapin, le bouleau, le peuplier, le tremble, sont des bois légers.
Les bois durs au contraire, c'est-à-dire le chêne, le hêtre, l'orme, le frêne et le charme, restent compactes au feu; ils produisent d'abord de la flamme, puis ils se transforment en charbon qui brûle d'autant plus lentement que les morceaux sont plus volumineux. Les bois durs ont une densité notablement plus grande que les bois légers.
On divise également les bois de chauffage en bois neufs, bois lavés ou flottés et bois pelards.
Le bois neuf est celui qui a été amené aux lieux de consommation en wagon ou en bateau. Le bois flotté a été transporté sur les rivières en bûches isolées ou en trains flottants; enfin le bois pelard est simplement du bois écorcé.
Le mètre cube de bois de chauffage, en gros morceaux, chêne, hêtre, pèse de 35o à 4oo kilogrammes; le sapin, de 3oo à 35o kilogrammes; le bois de charbonnage de chêne et de hêtre, de 3oo à 35o kilogrammes.
Le bois de chauffage se vend au poids ou au volume ; dans le premier cas, on devrait tenir compte de la proportion d'eau hygros-
copique ; dans le second, de la manière de disposer les bûches qui peut faire varier la quantité de plus de lo p. loo. Il est toujours fort difticile, sans des essais préliminaires, de se rendre un compte exact de la quantité de matière réellement combustible que Ton achète.
81. Tannée. — La tannée est Técorce de chêne épuisée qui a servi pour le tannage des peaux. A la sortie de la fosse, et simplement égouttée par un court séjour sur le sol, la tannée renferme environ 70 p. 100 d'eau. Séchée àl'air libre ou au soleil en couches de o,i5 à 0,20, la proportion d'eau se réduit, en peu de temps, à 45 p. 100.
En la faisant passer directement au sortir de la fosse dans une presse à rouleaux cylindriques ou dans une essoreuse, elle abandonne à peu près la même quantité que par la dessiccation, et la proportion tombe de 0,70 à o,45. Évaporée plus longtemps h Tair, la proportion d'eau peut s'abaisser à 25 et 3o p. 100.
Afin d'en faciliter l'emploi dans les usages domestiques, on la comprime dans des moules cylindriques, et on forme ainsi ce qu'on appelle des mottes.
La composition de la tannée ne diffère de celle du bois que par une proportion beaucoup plus forte de cendres qui atteint 10 p. 100 et i5 p. 100. La présence de ces cendres produit une combustion lente qui convient à certains usages.
La tannée est maintenant employée dans certaines usines pour chauffer les chaudières à vapeur. On la brûle dans des foyers spéciaux que nous décrirons plus loin.
La puissance calorifique de la tannée ne diffère de celle du bois qu'à cause de la proportion plus grande de cendres.
Pour de la tannée renfermant 4^ p. 100 d'eau et 10 p. 100 de cendres, et par conséquent 42 p. 100 de ligneux, la puissance calorifique se calcule comme pour le bois.
Chaleur dégagée par le ligneux .... 0,42 x 3922 = 1647 Chaleur absorbée par la vaporisation. 0,48 x 606, 5 = 291 Puissance calorifique i356
Des expériences faites sur une chaudière à vapeur avec de la tannée renfermant 48 p. 100 d'eau ont donné 0*^,82 d'eau vaporisée par kilogramme.
Lia chaleur nécessaire pour vaporiser i kilogramme d'eau prise à o*" élant de 65o calories environ, on utilisait ainsi
0,82 x65o:= 533 calories;
de sorte qu'avec la puissance calorifique calculée ci-dessus, le rendement était de 4o p. 100 environ.
82. Tourbe. — La tourbe est un produit naturel qui se forme au milieu de certains marais par l'entrelacement de plantes herbacées. Elles se décomposent sous l'action du temps et fournissent un combustible spongieux d'un brun noirâtre, oii l'on reconnaît souvent les végétaux qui lui ont donné naissance.
La tourbe récemment extraite contient beaucoup d'eau qui disparaît en partie par l'exposition à l'air. La composition de la tourbe pure et desséchée ne diffère de celle du bois que par une proportion un peu plus grande de carbone et un peu plus faible d'oxygène. Cette modification est d'autant plus sensible que la tourbe est plus ancienne.
Si l'on ne tient pas compte des cendres et de Teau, qui varient dans de grandes proportions, la composition des tourbes est généralement comprise dans les limites suivantes :
Carbone 58 à 64 p. 100
Hydrogène 5, 60 6,4o
Oxygène et azote 3o 36
La tourbe ordinaire contient beaucoup de cendres, le plus souvent de 4 & 8 p. 100, quelquefois jusqu'à i5 p. 100.
Après une dessiccation prolongée à l'air, elle renferme, comme le bois, de 25 à 3o p. 100 d'eau.
Elle dégage en brûlant une odeur spéciale et désagréable qui limite beaucoup son emploi et qui la rend impropre au chauffage
5i PRODUCTION DE LA CHALEUR.
domestique dans Tintérieur des appartements. Elle est surtout utilisée aux environs des tourbières; sa valeur relativement faible ne permet pas les longs transports.
La puissance calorifique de la tourbe dépend de sa composition chimique, de la quantité de cendres et de la proportion d'eau. En la calculant par la loi de Dulong, on trouve les résultats suivants :
Pour la tourbe pure et complètement desséchée ayant les compositions chimiques extrêmes indiquées ci-dessus, la puissance calorifique est comprise entre
4875 et 5 618.
Pour la tourbe renfermant 6 p. 100 de cendres et aS p. 100 d'eau, elle se réduit à :
3oi2 et 3725.
C'est dans ces limites que se trouve comprise ordinairement la puissance calorifique des tourbes.
