Combustion du CH4 dans l'air

[inviteb138b967]

Bonjour,

j'ai al réaction de combustion suivant: phi*CH4 + 2*(02+3,76*N2)-->phi*CO2 + 2*phi*H20+2*(1-phi)O2 + 2*3,76*N2 avec phi la richesse du mélange.

Je suis dans le cas d'un mélange pauvre. Je connais le débit d'air = 0.1kg/s, la température de sortie qui est de 950°C et je fais varier la température en entrée entre 100 et 950°C. Je prends en compte le fait que Cp varie avec T avec les polynomes de JANAF .

Mon problème est que entre Tin = 1000 Kelvin et (950+273.15)K j'ai des résulats qui semblent cohérents. Mais pour Tin<1000K, ma richesse est >1, ce qui est faux,
De plus pour Tin<1000K, plus la température diminue en entrée et plus le débit de gas diminue....

Mes calculs sont bons, j'utilise Matlab et j'ai vérifiée plein de fois. Après c'est peut être au niveau de mon bilan enthalpique.

j'ai Delta H°* Phi = Intégrale ( produits, entre Tréf et Tout) - Intégrale (réactifs, entre Tréf et T in )

La seul chose qui change entre Tin <1000K et Tin>1000K , c'est le fait que Cp /R=a1 +a2*T +a3*T^2+a4*T^3+a5*T^4 et les coefficients sont différents suivant T>1000K et T<1000K.
Quelqu'un aurait une idée, j'avais pas du tout...
merci
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[moco]

Tu ne dis pas ce que tu cherches, ou ce que tu cherches à obtenir. Tu fais des calculs, dis-tu. Mais tu ne dis pas ce que tu calcules. Ce serait bon de le savoir.

[inviteb138b967]

bonjour,

Je cherche à connaitre le débit de gaz nécessaire à la combustion en fonction de la température d'entrée.

Et donc comme je dis pour un T>1000K, ça marche plutôt bien, mais dès que T<1000K, ça marche plus du tout, j'ai une richesse supérieur à 1...

Ce qui me gêne c'est que la différence est faible entre les deux cas, juste le polynôme qui décrit les Cp, le bilan enthalpique est le même....
J'ai bien vérifié tout mes calculs, normalement c'est correct donc l'erreur ne vient pas de là mais peut être de mon raisonnement.

Peut être qu'avec une température trop faible, un mélange pauvre n'est pas possible??

[inviteb138b967]

Et puis je trouve une richesse supérieur à 1 lorsque T<1000K alors que c'est pas possible puisque l'équation de la réaction chimique est écrite dans le cas d'un mélange pauvre..
Je suis perdu

[A voir en vidéo sur Futura]

[moco]

On a de la peine à comprendre ton problème. Pourquoi donc le débit de gaz nécessaire à la combustion varierait en fonction de la température d'entrée ? Pour 1 CH4, il faut 2 O2, un point c'est tout. Qu'est-ce que tu vas chercher ailleurs ?

[inviteb138b967]

La température de sortie est fixée à 950 °C et mon débit à 0.1 kg/s.

Vous êtes d'accord que avec une température d'entrée à 300 °C on va consommer plus de fuel que pour une température d'entrée à 800 °C, non?
Et donc que le débit de gaz ne va pas être le même suivant la température d'entrée...

[jeanne08]

J'entrevois ce que tu cherches et je ne vais pas te donner la solution ... mais une indication qui te sera peut être utile
D'abord je suppose que tu connais deltarH° de combustion de CH4 à la température de 298K ( Tref) et tu connais les Cp de tous les réactifs et produits.
Pour l'instant je ne parle pas de débit et je cherche une relation entre Tentrée : Ti et T sortie : Tf
On écrit la réaction comme tu l'as écrite : phi CH3 + 2 (O2 + ... N2 ) -> produits ( comme tu les écris)
La réaction globale (pour 2O2 + ... N2) est phi CH4 + 2 (O2+...)N2 températire Ti -> produits température Tf et cette transformation est supposée adiabatique: deltaH= 0
On calcule ce deltaH par un autre chemin en 3 étapes :
1: phi CH4 + 2(O2 + ... N2 température TI -> phi CH4 + 2(O2+...N2) Tref deltaH1 = somme des ni*Cpi dT entre Ti et Tref
2: réaction écrite à Tref deltaH2 = phi*deltarH°
3 : les produits passent de Tref à Tf dltaH3 = somme des niCpi dT entre Tref et Tf
et la somme deltaH1+deltaH2+deltaH" = 0 ... tu vas donc trouver une relation entre Ti et Tf ... qui dépend de phi ... à toi de voir comment ajuster phi pour que Ti et Tf soient des valeurs indquées par avance puis tu passeras aux débits ...