Faculté de Génie Mécanique et Génie des Procédés
M1 Génie Chimique Module : Fours et Chaudières
TD Combustion
Exercice 1 : Une kilomole d'octane (C Hie) est brulé dans l'air qui contient 20kmol d'oxygen v2 Déterminer le nombre de moles de chacun des gaz qui constituent les produits de commun et le rapport air-combustible. Supposer que les produits de combustion sont le CO2, la vapeur d'eau H20, 02 et N2
Exercice 2: De l'éthane C2H6 est brulé avec 20 d'air en excès. La combustion est complète, et la présence est de 100 kPa.
Déterminer le rapport air combustible AC, b/ le point de rosée de produits.
Exercice 3: Soit du gaz naturel dont les fractions volumiques 72 % CH4, 9% H2, 14 % N2, 2% O2, et 3% CO2. Le gaz est brulé avec une quantité d'air théorique qui entre dans la chambre de combustion a 1 atm (101.325 kPa) et à 20°C avec une humidité relative de 80%. La pression demeure 1 amt pendant toute l'évolution, et la combustion est complète.
Déterminer le point de rosée des produits.
Exercice 4: De l’octane (C8H18) est brulé dans l'air. Les fractions volumiques des produits secs sont les suivants 0.88 % CO, 83.48 % N2, 5.62 % O2, et 10.02 % CO2.
Déterminer al le rapport air combustible AC, b/ le pourcentage d'air théorique utilisé, c/ la quantité d'eau qui se condense lorsque les produits sont refroidis à 100 kPa à 25°C.
Exercice 5 : Déterminer l'enthalpie de combustion de l'octane liquide, C8H18, à 1 aim et à 25°Сen utilisant les valeurs de l'enthalpie de formation de la table A26. Supposez que l'eau se trouve sous forme liquide dans les produits de combustion.
Exercice 6: Soit un écoulement de 0.05 kg/mn de propane liquide qui entre dans une chambre de combustion à 25°C, où il est mélangé avec 50 % d'air en excès admis à 7°C. L'analyse des produits de combustion révèle que tout l'hydrogène est oxydé en H2O, alors que 90 % du carbone est oxydé en CO2. Le reste du carbone, 10%, est transformé en CO. La température des gaz de combustion sortant de la chambre est de 1500 K.
Déterminer a/ le débit massique d'air, b/ la quantité de chaleur dégagée dans la chambre de combustion par kg de propane brulé.
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Exercice 7: Un réservoir indéformable contient 1 kmol de méthane gazeux et 3 kmol d'oxygène à 1 atm et 25°C.
Le méthane est entièrement brûlé et la température finale est 1000 K.
Déterminer a la pression finale dans le réservoir b/ la chaleur transmise durant l'évolution de la combustion.
Exercice 8: Une kilomole de carbone à 1 atm et à 25°C est brûlée en régime permanent en présence de 1 kmol d'oxygène qui se trouve dans le même état. CO2 formé pendant la réaction est ramené à l'état du milieu extérieur (1 atm, 25°C). Déterminer Wrev produit au cours de la combustion. Supposer que la cornbustion est complète. La fonction de Gibbs pour le CO2 est de -394360 kJ/kmol. L'entropie absolue du carbone est de 5.74 kJ/kmol.K, et celle de CO2 est de 213.80 kJ/kmol.K.
Exercice 9: Un écoulement en régime permanent de méthane pénètre dans une chambre de combustion adiabatique à 1 atm et 25°C. Le combustible est brûlé avec 50% d'air en excès qui est aussi admis dans la chambre de combustion à 1 atm et 25°C. La combustion est complète, les produits se refroidissent à 25°C. Déterminer:
a/ la chaleur transmise par kmol de méthane;b/l'entropie produite
c/ le travail réversible et l'exergie détruite.
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