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Génie des procédés - pression maximale explosion de poussière



  1. #1
    Alexplosion

    Génie des procédés - pression maximale explosion de poussière

    Bonjour,

    J'ai reçu un DM de génie des procédés que j'ai du mal à résoudre. Je pense avoir compris la méthode, mais j'ai encore quelques doutes et je me trouve bloqué à une étape. J'ai donc besoin de votre avis.

    Le sujet : Une explosion de poussière de bois est réalisée dans une sphère de 1m3 à une concentration de 250 g.m-3. Estimez la surpression maximale atteinte lors de l'explosion.

    Il n'y a pas de données, tout est à trouver.
    La méthode que j'essaye d'appliquer est la suivante :
    1. Trouver l'équation
    2. Calculer la température maximale
    3. Utiliser PV = nRT pour obtenir la surpression maximale

    Ma résolution :
    Je souhaite utiliser une atmosphère semblable à la notre soit 80% azote et 20% oxygène. Je souhaite utiliser une température de 25°C soit 298K (on arrondit parce qu'on a le choix des données, na ). La pression sera constante, l'enceinte adiabatique.

    1. Je considère que la poussière de bois est en fait de la cellulose C6H10O5
    Donc C6H10O5 + O2 + N2 -> CO2 + H2O + N2
    Après équilibre C6H10O5 + 6O2 + 24N2 -> 6CO2 + 5H2O + 24N2

    2. C'est là que ça se corse.
    - Pour calculer la température, je veux utiliser l'enthalpie de combustion de la cellulose ΔrH.
    - On obtient alors ΔrU car ΔrU = ΔrH + ΔnRT (avec Δn = ng(final) - ng(initial) --> on néglige la variation pour les phases condensées). Or Δn = 6-6 = 0 donc ΔrH = ΔrU.
    - je veux ensuite calculer le nombre n de mol de cellulose

    Puis, comme on est dans une enceinte à V cte je veux :
    -calculer la quantité de chaleur dégagée Qv = n*ΔrU
    -calculer la quantité de chaleur absorbée par les gaz finaux Q = Cv(i)*n(i)*ΔT(Tf - 298). Or la somme des Q=0 car on est dans un système adiabatique donc on en déduit Tf.

    3. Une fois que j'ai ma Tf j'utilise PV = nRT

    Mon problème : Je ne sais pas comment calculer l'enthalpie de combustion de la cellulose à 298K, ni comment obtenir les capacités thermiques molaires Cv. Quelqu'un pourrait-il m'aiguiller ?
    Si quelque chose dans mon raisonnement ne colle pas, n'hésitez pas à me le dire aussi, je ne suis pas spécialement à l'aise avec la thermochimie !
    Merci

    -----


  2. #2
    moco

    Re : Génie des procédés - pression maximale explosion de poussière

    Bonsoir,
    En pianotant dans Google, on finit par trouver un article qui répond à tes questions. C'est :
    Enthalpy of Combustion of Cellulose, J. Res. Nat. Bur. Stand. 86, 6, Nov. 1981
    Dans cet article on dit que l'enthalpie de combustion de la cellulose est de 2812 kJ/mol, avec une masse molaire de 162 g/mol
    On dit aussi que l'énergie interne de combustion de la cellulose est de 17340 J/g, donc de 2809 kJ/mol, le tout à 30°C

  3. #3
    Alexplosion

    Re : Génie des procédés - pression maximale explosion de poussière

    Excellent ! J'ai trouvé tout ce qu'il me fallait dans ce document.
    Je m'étais concentré sur les calculs, je n'avais pas vraiment essayé de trouver les valeurs. Mais ça me convient très bien. Ça me permettra de répondre à cet exercice.
    Merci beaucoup

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