analyse exergetique des systemes industriels - LASSC - Université ...

SYST016 ANALYSE EXERGETIQUE DES SYSTEMES INDUSTRIELS 13/10/00refroidissement des gaz brûlés qui accompagnera leur utilisation.Pour une température au delà de 3000 ° C, la dissociation devient très importante et, dès lors,la mise en présence du combustible et du comburant préchauffés se traduit par un simple mélange,sans que de la chaleur soit dégagée par une quelconque réaction. Il n'y a donc plus de combustionvive avec dégagement instantané de chaleur et, dès lors, l'irréversibilité inhérente à la réaction adisparu. De nouveau et totalement, cette fois, la chaleur latente du combustible pourra se dégagerselon un processus réversible au cours du refroidissement des gaz qui déterminera un déplacementprogressif de l'équilibre chimique jusqu'à l'achèvement de la combustion. Au cours de cettecombustion réversible, l'absence d'un dégagement instantané de chaleur au moment du mélange desréactifs, implique que les gaz frais doivent être préchauffés jusqu'à la température maximale qu'ons'était fixée. Cette température maximale est évidemment aussi celle des gaz brûlés si tant est qu'onpuisse parler de gaz frais et de gaz brûlés alors que les compositions respectives sont identiques.dans ces conditions, la perte par irréversibilité de la réaction est alors nulle. Cependant,l'augmentation de la température de combustion ne modifie en rien l'irréversibilité due aux variationsde la composition, les produits gazeux de combustion se retrouvant notamment dilués dansl'atmosphère en fin de la combustion. C'est pourquoi, pour obtenir la perte par irréversibilité totalede la combustion, il a fallu ajouter à la perte par irréversibilité de la réaction un terme constant quireprésente précisément la perte par irréversibilité du mélange. En particulier, à très hautetempérature, la perte par irréversibilité totale se réduit à la seule perte par irréversibilité du mélange.Il résulte de ce qui précède que, sous réserve d'un faible résidu d'irréversibilité imputable auprocessus de mélange, on peut concevoir le processus de combustion réversible comme constituédes transformations suivantes .• Le combustible et le comburant sont échauffés séparément jusqu'à la température pourlaquelle la dissociation des produits de la réaction est complète• Les gaz frais sont mis en contact; ils se mélangent alors mais ils ne donnent lieu à aucuneréaction, donc à aucun dégagement de chaleur.• Les gaz sont ensuite refroidis progressivement. Au cours de cette transformation, d'unepart ils cèdent réversiblement la chaleur sensible qu'ils ont reçue et qui servira d'ailleurs àcompenser Cet emprunt de chaleur à une source extérieure (par exemple en préchauffantune nouvelle charge de gaz frais) . D'autre part, ils dégagent la chaleur engendrée par leprocessus de combustion qui progresse au fur et à mesure du refroidissementconformément au déplacement de l'équilibre chimique. En général, la combustion atteintson achèvement pour une température de l'ordre de l600°C et, dès lors, la totalité dupouvoir calorifique (ou de la chaleur de réaction) a été libérée.• Finalement, les gaz brûlés se retrouvent à la température ambiante; à ce moment, la chaleurqui avait été fournie durant le préchauffage, a été intégralement restituée; en outre, lachaleur dégagée par la combustion complète a été entièrement utilisée.Chapitre II EXERGIE ET REACTIONS CHIMIQUES II.23