6 • Combustion
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6.3 Bilan énergétique
de la combustion
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Dans ce cas, le premier principe d’une chambre à combustion ouverte
s’écrit :
[6.25]
6.3.2 Pouvoir calorifique (PCI et PCS)
Dans le cas d’une combustion stœchiométrique dans laquelle les conditions d’admission du combustible et du comburant sont les conditions
normales et de plus la température de sortie est la température de référence, on définit le PCI (pouvoir calorifique inférieur) et le PCS (pouvoir
calorifique supérieur). Le PCI correspond au cas où l’eau sort à l’état vapeur
et le PCS au cas où l’eau est condensée et sort à l’état liquide. Le PCI et
le PCS sont les valeurs absolues des chaleurs de réaction puisqu’ils sont
positifs. D’après l’analyse précédente, nous aurons :
et
si bien que :
et
[6.26]
où nous avons porté l’indice v ou l pour indiquer que dans les produits,
l’eau est à l’état vapeur ou à l’état liquide suivant les cas. Il faut noter que ni
l’oxygène ni l’azote n’interviennent dans le calcul des PCI ou PCS : les
PCI et PCS ne dépendent pas de l’excès d’air; par ailleurs la différence
entre le PCI et le PCS est juste la chaleur latente de condensation de l’eau.
Nous donnons un exemple de calcul des PCI et PCS pour le méthane
d’après les équations de combustion [6.3 ou 6.9] :
0
0
(
)
p
r
p
r
Q
H
H
H
H
=
-
+ D
- D
0
P
H
D
=
0
r
H
D
=
0
0
r
p v
PCI H
H
=
-
0
0
r
p l
PCS H
H
=
-
0
0
4
0
0
0
2
2
0
0
0
2
2
0
0
0
0
(CH )
75
(CO ) 2 (H O)
393 2 241
875 kJ
(CO ) 2 (H O)
393 2 285
963 kJ
PCI
800 kJ/mol 50 000 kJ/kg
PCS
888 kJ/mol 55 500 kJ/kg
r
f
pv
f
f
v
pl
f
f
l
r
p v
r
p l
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
Ï
=
=Ô
Ô
=
+
= -
- ¥
= -
Ô Ô
=
+
= -
- ¥
= -
Ì
Ô
=
-
=
=
Ô
Ô
=
-
=
=
Ô Ó