combustion

Pages: 11 (2621 mots) Publié le: 18 février 2014
COMBUSTION
1. Phénomène physique
En génie énergétique, on étudie la combustion vive qui s’effectue par l’intermédiaire
d’une flamme et qui est fortement exothermique (production de chaleur).
La combustion est un ensemble de réactions chimiques produisant de l’énergie.

1.1- Combustibles et comburants
Les combustibles sont très nombreux : pratiquement tous les composés contenant
l’élémentcarbone (C) ou hydrogène (H).
Les combustibles les plus utilisés sont les hydrocarbures :
- Gaz : méthane, propane, butane,…
- Liquide : pétrole, huiles,…
- Solide : paraffines
les produits organiques naturels :
- bois, végétaux
- graisses
et le charbon.
Les comburants sont plus rares :
- L’oxygène dans la plupart des cas
- L’ozone, le fluor, l’iode
La proportion du comburant et ducombustible joue un rôle essentiel dans la
combustion.

1.2- La flamme
Exemple : flamme d’une bougie

Panache
Cône

On distingue 2 parties :
Le cône :A l’intérieur du cône, le mélange ne fait que s’échauffer. la combustion
s’effectue à la surface du cône sur une épaisseur très faible (10-3 mm).
Dans le cône, il n’y a pas assez d’oxygène pour brûler tout le combustible. Une
2°combustion alieu dans le panache.
La flamme conduit le courant électrique grâce à la présence d’électrons libres.
TGENB- CB99

-1-

1.3- Combustion des liquides
Les liquides ne s’enflamment pas, seul leurs vapeurs s’enflamment. On met en place
des procédés facilitant la vaporisation : mèches ou pulvérisation.

2. Réaction de combustion
Les éléments entrant en jeu dans la combustion sont lecarbone (C), l’hydrogène (H),
le soufre (S).
C + O2 → CO2
1
C + O2 → CO
2
1
H 2 + O2 → H 2 O
2
S + O2 → SO2
Les combustibles sont aussi composés d’éléments stériles qui n’interviennent pas
dans la réaction de combustion : azote (N2), dioxyde de carbone (CO2)

Exemple : combustion du fioul
C + O2 → CO2 
S + O2 → SO2 


1
H 2 + O2 → H 2 O  produits de combustion
2

O 2 → O2

N2 → N2


2.1- Combustion complète
On appelle combustion complète une combustion où tout le combustible est oxydé.
Les fumées ne contiennent aucun élément oxydable.

2.2- Combustion neutre ou stœchiométrique
C’est une combustion théorique, complète, qui est réalisée avec exactement la
quantité nécessaire de comburant.
Cette quantité peut être calculée grâce aux équations chimiques.TGENB- CB99

-2-

3. Grandeurs caractéristiques d’une combustion
Rappel :
T = 273K = 0°C
Les conditions normales : C.N : 
 P = 101325 Pa
3
1 m de gaz aux conditions normales s’écrit : 1 m3n ou 1 Nm3 ou (1 m3)CN

3.1- Pouvoir comburivore
Quantité d’air nécessaire à la combustion complète de :
- 1 kg pour les combustibles solides ou liquides
- 1 m3n pour les combustibles gazeuxNotation : Va
Unité : m3n/kg ou m3n/m3ngaz
L’air est principalement constitué d’azote (N2), d’oxygène (O2) et d’une quantité
variable de vapeur d’eau.
% en volume
N2
78,09
O2
20,95
Argon (Ar)
0,93
CO2
0,03
Pour simplifier les calculs, on retient : air : 79% de N2 et 21% d’O2 en volume.
Application : Quel volume d’air faut-il pour avoir 1 m3 d’oxygène ?

3.2- Pouvoir fumigènehumide
Volume de fumées ramené aux conditions normales (C.N.) produit par 1 kg ou 1 m3n
de combustible.
Notation : Vfh
Unité : m3n/kg ou m3n/m3ngaz

3.3- Pouvoir fumigène sec
Volume de fumées sans la vapeur d’eau ramené aux C.N. produit par 1 kg ou 1 m3n
de combustible.
Notation : Vfs
Unité : m3n/kg ou m3n/m3ngaz

TGENB- CB99

-3-

3.4- Composition des fumées
Taux de CO2 :

τ CO2 =Taux de O2 :

τ O2 =

Taux de CO :

τ CO =

VCO2
Vfs
VO 2
Vfs
VCO
Vfs

4. Détermination des quantités de matière mise en jeu
4.1- Quantité de matière
La grandeur caractérisant la quantité de matière est la mole.
Une mole contient environ 6 x 1023 atomes ou molécules.
Notation : n
Unité : mol
La masse d’une mole pour un élément est appelée masse
molaire.
Notation : M
m...
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