Calorimètre pour la mesure du pouvoir calorifique des gaz et liquides combustibles

(1)

HAL Id: jpa-00241261

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00241261

Submitted on 1 Jan 1907

HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

gaz et liquides combustibles

Ch. Féry

To cite this version:

Ch. Féry. Calorimètre pour la mesure du pouvoir calorifique des gaz et liquides combustibles. J.

Phys. Theor. Appl., 1907, 6 (1), pp.886-889. �10.1051/jphystap:019070060088600�. �jpa-00241261�

(2)

CALORIMÈTRE POUR LA MESURE DU POUVOIR CALORIFIQ UE ^{DES GAZ}

ET LIQUIDES COMBUSTIBLES ;

Par M. CH. FÉRY (1).

1 L’importance que présente, ^tant âu point ^de ^vue théorique qu’in- dustriel, ^la connaissance du pouvoir calorifique des combustibles et en particulier du gaz, â fait imaginer ûn certain nombre de procédés

de mesure pour obtenir cette constante.

Dans les laboratoires, les méthodes de la bombe de Berthelot ou

de Malher ne laissent rien à désirer. Wais la conduite un peu délicate de l’opération ^a fait chercher des méthodes plus rapides.

Quand ^il s’agit de déterminer la chaleur de combustion d’un gaz

ou d’un liquide, ^{on se} ^sert plus généralement dans les usines du calorimètre de Junker.

Cet appareil ^bien ^connu ^consiste, ^comme ^on ^le ^sait, ^à ^{évaluer le} pouvoir calorifique par l’état d’équilibre pris par l’appareil ^brûlant

au régime ^normal ^un poids ^connu ^{ou un} ^volume ^connu ^{de combus-}

tible par unité de temps. ^Un ^courant ^d’eau ^constant passant ^dans l’appareil et entrant à une température constante t sort à une tempé-

rature également ^constante T, ^en enlevant par unité de temps

P (T

^-

t) ^calories, ^en désignant ^{par P le} poids ^d’eau écoulé dans l’unité de temps ^choisie. ^Le rapport ^de ^ces ^calories ^au poids ^{ou au}

volume brûlé dans le même temps ^{donne le} pouvoir calorifique.

On peut même recueillir l’eau condensée dans l’appareil, ^ce qui

donne déjà ^une indication sur la composition chimique ^du ^combus-

tible et permet ^de calculer soit le pouvoir calorifique faible, ^{soit le}

pouvoir calorifique fort, ^suivant qu’on néglige ^{ou au} ^contraire qu’on

tient compte des calories dues à la condensation de l’eau.

Néanmoins, ^bien plus simple que celui ^de la bombe, l’emploi ^du

Junker demande encore une petite installation, l’obtention d’un

régime d’équilibre ^assez délicat, ^et des calculs.

Ajoutons que des tentatives ont été faites pour rendre ^cet appareil enregistreur, ^mais qu’elles ^ne semblent pas avoir donné les résul- tats qu’on ^en ^attendait.

(1) Communication faite à la Société française ^de Physique : ^{séance du}

19 avril 1907.

Article published online by EDP Sciences and available at

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019070060088600

(3)

II

J’ai pensé, ^étant ^{donné le} grand ^intérêt industriel qui ^s’attache ^à

une marche régulière ^des appareils producteurs de gaz, qu’il ^serait

FIG. 1.

possible ^d’obtenir l’enregistrement continu de la valeur combustible d’un gaz par ^une méthode plus simple.

Les bons résultats que j’ai obtenus par l’appareil représenté fig. 1 m’engagent ^à le décrire.

La combustion s’effectue dans ^une cheminée ^en verre C, ^{l’air des-}

tiné à la combustion étant appelé par la cheminée identique F, ^ces

deux tubes de verre étant reliés à leur partie inférieure par ^un tube

métallique ^formant ^monture.

(4)

Les extrémités supérieures ^de ^ces ^deux ^verres ^sont formées par des quadrillages ^en ^nickel analogues ^à ^ceux ^utilisés dans les brû- leurs Méker (1).

Ces quadrillages forment les deux soudures d’un élément thermo-

électrique constantan-cuivre, ^{la lame} qui les réunit étant en cons-

tantan, ^{le cuivre} ^étant représenté par les fils d’amenée du ^courant.

Dans ces conditions, ^on comprend facilement que le quadrillage ^F

sera toujours ^à ^la température ^ambiante, ^étant refroidi continuelle- ment par le ^courant d’air qui ^le ^traverse, tandis que ^le quadrillage C,

é chauffé par les produits ^de ^la combustion, peut atteindre la

température ^de ^400°, ^ce qui produit ^une force électromotrice de 16 millivolts environ.

L’expérience m’a montré que le voltage ^obtenu ^est ^très rigoureu-

sement proportionnel âu pouvoir calorifique êt âu poids ^du ^volume

brûlé par unité ^de temps. L’étalonnage ^se ^fait ^en employant ^une petite lampe L brûlant de l’acétate d’amyle, produit déjà employé

dans un étalon de lumière à cause de ^sa constitution chimique ^bien

définie permettant ^{de le} reproduire facilement dans des conditions

parfaites ^de pureté.

~

III

En adjoignant ^à ^cet appareil ^un régulateur ^de ^débit, ^on ^réalisera

donc ^un appareil enregistreur pour les gaz.

Il _y ^a néanmoins une objection qui ^s’élève ^et qui résulte de varia- tions possibles de densité du gaz ^à ^mesurer. En effet, ^les régula-

teurs de débit, qui ^sont ^basés ^sur l’écoulement du gaz par ^une petite

ouverture, ^ne donnent un débit constant que ^{si la} densité ne varie pas.

Cette objection théorique ^n’exclut cependant pas absolument l’em-

ploi ^de l’appareil, qui ^n’a généralement ^à enregistrer qu’un gaz conservant sensiblement la même densité.

Toute objection disparaît ^si ^{on mesure} ^{le volume} ^au moyen d’un compteur ^à gaz.

Dans ^ces conditions, ^et pour ^ne pas avoir à se préoccuper ^des

variations possibles ^de ^la pression qui occasionneraient des varia- tions de débit et, _par conséquent, ^de voltage ^{de la} pile ^thermo, ^on

doit remplacer ^le galvanomètre par ^un compteur électrique ^dont ^la (1) ^Bulletin ^de ^la ^Societé française ^de Physique ^{du 6} janvier ^1906.

’

(5)

vitesse soit proportionnelle ^à ^{la force} thermo-électrique ^du couple. ^Un

tel compteur êxiste ^dans l’industrie, ôù îl êst employé ^comme ampère- heure-mètre, ên totalisant la différence de potentiel âux bornes d’un

shunt, laquelle ^est proportionnelle ^à l’intensité même qui passe dans

ce shunt.

Pour les liquides, ^le compteur ^{de volume} (compteur ^à gaz) ^sera remplacé par la balance, qui, ^au moyen de deux pesées, ^donnera ^la quantité ^de liquide ^brûlée pendant ^la ^durée ^de l’expérience.

La rotation du compteur électrique ^ne ^commence que quelques

secondes après que le combustible ^est enflammé ; ^d’autre part, ^elle

ne cesse pas instantanément après extinction de la flamme.

L’expérience â ^montré que ^ces décalages êntre les indications des deux compteurs ^à gaz êt électrique, êt qui ^sont ^dus ^à l’inertie de la soudure chaude qui présente ûne ^certaine masse, ^ne faussaient pas la _mesure, pourvu que celle-ci dure âu moins une demi-heure. Le débit de combustible est d’ailleurs très faible : de 7 à 15 litres à l’heure pour ^le gaz êt de l’ordre de 7 à 10 grammes par heure pour les liquides.

La Compagnie pour la fabrication des Compteurs ^a bien voulu

entreprendre la construction de ce petit appareil.

RADIO-PYROMÈTRE A DILATATION ;

Par M. CH. FÉRY (1).

Depuis que ^nos connaissances sur les lois du rayonnement ^se ^sont précisées, grâce ^aux ^travaux ^de Wien, Lummer, Stefan, ^Boltz-

mann, Pringsheim, ^Rubens êt plusieurs âutres physiciens, îl êst

devenu évident que la meilleure manière de ^mesurer les tempéra-

tures élevées consistait à les évaluer par la puissance du rayonne - ment monochromatique ^ou ^total.

Bien avant que les ^travaux modernes de ces divers physiciens

n’aient été faits, M. Le Châtelier avait compris ^tous ^les avantages qu’on pourrait ^tirer ^{de la} radio-pyrométrie êt âvait imag iné ^son pyromètre optique, qui â permis pour la première ^{fois de} repérer

(1) Communication faite à la Société française ^de Physique: ^séance ^{du 19} avril t907.

Calorimètre pour la mesure du pouvoir calorifique des gaz et liquides combustibles

HAL Id: jpa-00241261

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00241261

Submitted on 1 Jan 1907

HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

gaz et liquides combustibles

Ch. Féry

To cite this version:

Ch. Féry. Calorimètre pour la mesure du pouvoir calorifique des gaz et liquides combustibles. J.

Phys. Theor. Appl., 1907, 6 (1), pp.886-889. �10.1051/jphystap:019070060088600�. �jpa-00241261�

CALORIMÈTRE POUR LA MESURE DU POUVOIR CALORIFIQ UE DES GAZ

ET LIQUIDES COMBUSTIBLES ;

Par M. CH. FÉRY (1).

1

L’importance que présente, tant au point de vue théorique qu’in- dustriel, la connaissance du pouvoir calorifique des combustibles et en particulier du gaz, a fait imaginer un certain nombre de procédés

de mesure pour obtenir cette constante.

Dans les laboratoires, les méthodes de la bombe de Berthelot ou

de Malher ne laissent rien à désirer. Wais la conduite un peu délicate de l’opération a fait chercher des méthodes plus rapides.

Quand il s’agit de déterminer la chaleur de combustion d’un gaz

ou d’un liquide, on se sert plus généralement dans les usines du calorimètre de Junker.

Cet appareil bien connu consiste, comme on le sait, à évaluer le pouvoir calorifique par l’état d’équilibre pris par l’appareil brûlant

au régime normal un poids connu ou un volume connu de combus-

tible par unité de temps. Un courant d’eau constant passant dans l’appareil et entrant à une température constante t sort à une tempé-

rature également constante T, en enlevant par unité de temps

P (T

t) calories, en désignant par P le poids d’eau écoulé dans l’unité de temps choisie. Le rapport de ces calories au poids ou au

volume brûlé dans le même temps donne le pouvoir calorifique.

On peut même recueillir l’eau condensée dans l’appareil, ce qui

donne déjà une indication sur la composition chimique du combus-

tible et permet de calculer soit le pouvoir calorifique faible, soit le

pouvoir calorifique fort, suivant qu’on néglige ou au contraire qu’on

tient compte des calories dues à la condensation de l’eau.

Néanmoins, bien plus simple que celui de la bombe, l’emploi du

Junker demande encore une petite installation, l’obtention d’un

régime d’équilibre assez délicat, et des calculs.

Ajoutons que des tentatives ont été faites pour rendre cet appareil enregistreur, mais qu’elles ne semblent pas avoir donné les résul- tats qu’on en attendait.

(1) Communication faite à la Société française de Physique : séance du

19 avril 1907.

Article published online by EDP Sciences and available at

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019070060088600

II

J’ai pensé, étant donné le grand intérêt industriel qui s’attache à

une marche régulière des appareils producteurs de gaz, qu’il serait

FIG. 1.

possible d’obtenir l’enregistrement continu de la valeur combustible d’un gaz par une méthode plus simple.

Les bons résultats que j’ai obtenus par l’appareil représenté fig. 1 m’engagent à le décrire.

La combustion s’effectue dans une cheminée en verre C, l’air des-

tiné à la combustion étant appelé par la cheminée identique F, ces

deux tubes de verre étant reliés à leur partie inférieure par un tube

métallique formant monture.

Les extrémités supérieures de ces deux verres sont formées par des quadrillages en nickel analogues à ceux utilisés dans les brû- leurs Méker (1).

Ces quadrillages forment les deux soudures d’un élément thermo-

électrique constantan-cuivre, la lame qui les réunit étant en cons-

tantan, le cuivre étant représenté par les fils d’amenée du courant.

Dans ces conditions, on comprend facilement que le quadrillage F

sera toujours à la température ambiante, étant refroidi continuelle- ment par le courant d’air qui le traverse, tandis que le quadrillage C,

é chauffé par les produits de la combustion, peut atteindre la

température de 400°, ce qui produit une force électromotrice de 16 millivolts environ.

L’expérience m’a montré que le voltage obtenu est très rigoureu-

sement proportionnel au pouvoir calorifique et au poids du volume

brûlé par unité de temps. L’étalonnage se fait en employant une petite lampe L brûlant de l’acétate d’amyle, produit déjà employé

dans un étalon de lumière à cause de sa constitution chimique bien

définie permettant de le reproduire facilement dans des conditions

parfaites de pureté.

III

En adjoignant à cet appareil un régulateur de débit, on réalisera

donc un appareil enregistreur pour les gaz.

Il y a néanmoins une objection qui s’élève et qui résulte de varia- tions possibles de densité du gaz à mesurer. En effet, les régula-

teurs de débit, qui sont basés sur l’écoulement du gaz par une petite

ouverture, ne donnent un débit constant que si la densité ne varie pas.

Cette objection théorique n’exclut cependant pas absolument l’em-

ploi de l’appareil, qui n’a généralement à enregistrer qu’un gaz conservant sensiblement la même densité.

Toute objection disparaît si on mesure le volume au moyen d’un compteur à gaz.

Dans ces conditions, et pour ne pas avoir à se préoccuper des

variations possibles de la pression qui occasionneraient des varia- tions de débit et, par conséquent, de voltage de la pile thermo, on

doit remplacer le galvanomètre par un compteur électrique dont la (1) Bulletin de la Societé française de Physique du 6 janvier 1906.

vitesse soit proportionnelle à la force thermo-électrique du couple. Un

tel compteur existe dans l’industrie, où il est employé comme ampère- heure-mètre, en totalisant la différence de potentiel aux bornes d’un

shunt, laquelle est proportionnelle à l’intensité même qui passe dans

CALORIMÈTRE POUR LA MESURE DU POUVOIR CALORIFIQ UE ^{DES GAZ}

L’importance que présente, ^tant âu point ^de ^vue théorique qu’in- dustriel, ^la connaissance du pouvoir calorifique des combustibles et en particulier du gaz, â fait imaginer ûn certain nombre de procédés

de Malher ne laissent rien à désirer. Wais la conduite un peu délicate de l’opération ^a fait chercher des méthodes plus rapides.

Quand ^il s’agit de déterminer la chaleur de combustion d’un gaz

ou d’un liquide, ^{on se} ^sert plus généralement dans les usines du calorimètre de Junker.

Cet appareil ^bien ^connu ^consiste, ^comme ^on ^le ^sait, ^à ^{évaluer le} pouvoir calorifique par l’état d’équilibre pris par l’appareil ^brûlant

au régime ^normal ^un poids ^connu ^{ou un} ^volume ^connu ^{de combus-}

tible par unité de temps. ^Un ^courant ^d’eau ^constant passant ^dans l’appareil et entrant à une température constante t sort à une tempé-

rature également ^constante T, ^en enlevant par unité de temps

t) ^calories, ^en désignant ^{par P le} poids ^d’eau écoulé dans l’unité de temps ^choisie. ^Le rapport ^de ^ces ^calories ^au poids ^{ou au}

volume brûlé dans le même temps ^{donne le} pouvoir calorifique.

On peut même recueillir l’eau condensée dans l’appareil, ^ce qui

donne déjà ^une indication sur la composition chimique ^du ^combus-

tible et permet ^de calculer soit le pouvoir calorifique faible, ^{soit le}

pouvoir calorifique fort, ^suivant qu’on néglige ^{ou au} ^contraire qu’on

Néanmoins, ^bien plus simple que celui ^de la bombe, l’emploi ^du

régime d’équilibre ^assez délicat, ^et des calculs.

Ajoutons que des tentatives ont été faites pour rendre ^cet appareil enregistreur, ^mais qu’elles ^ne semblent pas avoir donné les résul- tats qu’on ^en ^attendait.

(1) Communication faite à la Société française ^de Physique : ^{séance du}

J’ai pensé, ^étant ^{donné le} grand ^intérêt industriel qui ^s’attache ^à

une marche régulière ^des appareils producteurs de gaz, qu’il ^serait

possible ^d’obtenir l’enregistrement continu de la valeur combustible d’un gaz par ^une méthode plus simple.

Les bons résultats que j’ai obtenus par l’appareil représenté fig. 1 m’engagent ^à le décrire.

La combustion s’effectue dans ^une cheminée ^en verre C, ^{l’air des-}

tiné à la combustion étant appelé par la cheminée identique F, ^ces

deux tubes de verre étant reliés à leur partie inférieure par ^un tube

métallique ^formant ^monture.

Les extrémités supérieures ^de ^ces ^deux ^verres ^sont formées par des quadrillages ^en ^nickel analogues ^à ^ceux ^utilisés dans les brû- leurs Méker (1).

électrique constantan-cuivre, ^{la lame} qui les réunit étant en cons-

tantan, ^{le cuivre} ^étant représenté par les fils d’amenée du ^courant.

Dans ces conditions, ^on comprend facilement que le quadrillage ^F

sera toujours ^à ^la température ^ambiante, ^étant refroidi continuelle- ment par le ^courant d’air qui ^le ^traverse, tandis que ^le quadrillage C,

é chauffé par les produits ^de ^la combustion, peut atteindre la

température ^de ^400°, ^ce qui produit ^une force électromotrice de 16 millivolts environ.

L’expérience m’a montré que le voltage ^obtenu ^est ^très rigoureu-

sement proportionnel âu pouvoir calorifique êt âu poids ^du ^volume

brûlé par unité ^de temps. L’étalonnage ^se ^fait ^en employant ^une petite lampe L brûlant de l’acétate d’amyle, produit déjà employé

dans un étalon de lumière à cause de ^sa constitution chimique ^bien

définie permettant ^{de le} reproduire facilement dans des conditions

parfaites ^de pureté.

En adjoignant ^à ^cet appareil ^un régulateur ^de ^débit, ^on ^réalisera

donc ^un appareil enregistreur pour les gaz.

Il _y ^a néanmoins une objection qui ^s’élève ^et qui résulte de varia- tions possibles de densité du gaz ^à ^mesurer. En effet, ^les régula-

teurs de débit, qui ^sont ^basés ^sur l’écoulement du gaz par ^une petite

ouverture, ^ne donnent un débit constant que ^{si la} densité ne varie pas.

Cette objection théorique ^n’exclut cependant pas absolument l’em-

ploi ^de l’appareil, qui ^n’a généralement ^à enregistrer qu’un gaz conservant sensiblement la même densité.

Toute objection disparaît ^si ^{on mesure} ^{le volume} ^au moyen d’un compteur ^à gaz.

Dans ^ces conditions, ^et pour ^ne pas avoir à se préoccuper ^des

variations possibles ^de ^la pression qui occasionneraient des varia- tions de débit et, _par conséquent, ^de voltage ^{de la} pile ^thermo, ^on

doit remplacer ^le galvanomètre par ^un compteur électrique ^dont ^la (1) ^Bulletin ^de ^la ^Societé française ^de Physique ^{du 6} janvier ^1906.

vitesse soit proportionnelle ^à ^{la force} thermo-électrique ^du couple. ^Un

tel compteur êxiste ^dans l’industrie, ôù îl êst employé ^comme ampère- heure-mètre, ên totalisant la différence de potentiel âux bornes d’un

shunt, laquelle ^est proportionnelle ^à l’intensité même qui passe dans

Pour les liquides, ^le compteur ^{de volume} (compteur ^à gaz) ^sera remplacé par la balance, qui, ^au moyen de deux pesées, ^donnera ^la quantité ^de liquide ^brûlée pendant ^la ^durée ^de l’expérience.

La rotation du compteur électrique ^ne ^commence que quelques

secondes après que le combustible ^est enflammé ; ^d’autre part, ^elle

La Compagnie pour la fabrication des Compteurs ^a bien voulu

Depuis que ^nos connaissances sur les lois du rayonnement ^se ^sont précisées, grâce ^aux ^travaux ^de Wien, Lummer, Stefan, ^Boltz-

mann, Pringsheim, ^Rubens êt plusieurs âutres physiciens, îl êst

devenu évident que la meilleure manière de ^mesurer les tempéra-

tures élevées consistait à les évaluer par la puissance du rayonne - ment monochromatique ^ou ^total.

Bien avant que les ^travaux modernes de ces divers physiciens

n’aient été faits, M. Le Châtelier avait compris ^tous ^les avantages qu’on pourrait ^tirer ^{de la} radio-pyrométrie êt âvait imag iné ^son pyromètre optique, qui â permis pour la première ^{fois de} repérer

(1) Communication faite à la Société française ^de Physique: ^séance ^{du 19} avril t907.