Combustion du gaz naturel - Les pages perso du Crans

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Combustion du gaz naturel
1. Un brûleur industriel fonctionne avec du gaz naturel et de l’air. On supposera qu’une mole
de gaz naturel est composée de 90% de méthane, 8% de propane, et 2% d’hydrogène.
- Quelle est la quantité maximale de chaleur que l’on peut obtenir en brûlant 1 g/s de gaz
naturel ?
- Quelle est la température maximale que les gaz chauds peuvent atteindre ?
Si le brûleur fonctionne avec 20% d’excès d’air (en volume),
- quelle est la température maximale que les gaz chauds peuvent atteindre ?
Commenter les résultats.
2. En supposant que la vitesse de flamme laminaire ( SL ) correspondant à la combustion de
gaz naturel/air varie en fonction de la richesse φ selon la relation suivante :
SL = - 78 φ2 + 195 φ – 72
(SL en cm/s),
et en supposant que la température des gaz brûlés ( Tb ) varie linéairement avec la richesse
φ (pour les mélanges pauvres), quelle serait la température des gaz chauds au voisinage de la
limite d’extinction pauvre. La limite d’extinction est atteinte quand la vitesse de flamme
laminaire est de l’ordre de 6 cm/s.
On supposera que les Cp des gaz frais sont identiques et égaux à 1,1 kJ/(kgK) et ceux des gaz
chauds sont identiques et égaux à 1,4 kJ/(kgK). On utilisera les données du tableau suivant
pour les calculs :
L’enthalpie de formation à 298,15 K
kJ/kg
CH4
-4 700
C3H8
-2 360
H2
0
CO2
-8 940
H2O
-13 450
O2
0
N2
0