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SCHENUIL/LPP ST JOSEPH IRAF Page 1 24/08/2012
TECHNIQUES DES INSTALLATIONS SANITAIRES
ET
ENERGIES THERMIQUES
Section énergétique
L’étude de la combustion du gaz
5ème partie
On donne :
Un dossier ressource définissant : - Etude de la combustion du gaz - Comprendre la combustion par la pratique et
l’observation - Pratique avec des analyseurs de combustion manuel
et électronique.
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La combustion du gaz naturel : Définition :
La combustion est une réaction chimique d’oxydation Cette réaction est exothermique, c'est-à-dire qu’elle dégage de la chaleur.
Le gaz naturel est un combustible L’air est un comburant. C’est un mélange d’environ 20% d’oxygène et de 80%
d’azote qui ne participe pas à la réaction chimique de la combustion. Tout au plus, il se combine en faible quantité à l’oxygène, dans la flamme, seulement au-dessus de 1300°C pour former des oxydes d’azote connus sous le nom NOx qui sont des gaz polluants.
La combustion théorique du méthane : C’est une combustion parfaite et complète sans excès d’air ni défaut d’air. On l’appelle combustion neutre ou stoechiométrique.
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Une molécule de méthane (CH4) se combine avec deux molécules d’oxygène (2 fois O2) pour produire une molécule de gaz carbonique (CO2) et deux molécules d’eau (2 fois H2O) sous forme de vapeur et un dégagement de chaleur. On peut calculer les volumes caractéristiques de la combustion neutre. Comme on utilise de l’air on a :
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La combustion réelle du gaz naturel : Dans la pratique, on peut rencontrer plusieurs types de combustion. La combustion en défaut d’air (ou en manque d’air) : La combustion du gaz ne peut être complète puisqu’il manque de l’oxygène. Toutes les molécules de carbone (et d’hydrogène) ne sont pas utilisées ou oxydées ce qui donne d’autre produits de combustion : l’oxyde de carbone et du carbone et d’hydrogène.
Dans ce type de combustion, le pouvoir calorifique du gaz n’est pas totalement utilisé (consommation de gaz). Le C ou carbone libre va se déposer sur le corps de chauffe entraînant son encrassement.
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Comprendre la combustion par la pratique et l’observation : Sur un brûleur gaz ou fioul, réaliser l’expérience ci-dessous en ouvrant ou fermant très progressivement le volet d’air primaire ou le déflecteur d’un brûleur :
Faite une première expérience avec un analyseur type Brîgon (manuel) Puis utiliser la mallette électronique Compléter le tableau suivant l’évolution des valeurs mesurées :
Flèche vers le haut = augmentation Flèche vers le bas = diminution
Action sur le volet d’air ou déflecteur
C02 O2 Température des fumées
Excès d’air Λ (lambda)
Pertes fumées
Ouverture
Fermeture