QCM de combustion et question de cours

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1 QCM de combustion et question de cours Ce répertoire des questions de cours de combustion vous est fourni pour vérifier vos connaissances. Pour le contrôle réel les valeurs numériques pourront être changées. Les questions i) sont des questions associées qui correspondent aux mêmes notions. 1 ère partie 1 ) Le N atomique du phosphore est de 15 et sa masse atomique est de 31, donnez le nombre de protons et celui des neutrons de cet élément. Nb protons= Nb neutrons = 2 ) On rappelle que la première couche électronique est saturée à 2électrons, la 2 ème et la 3 ème à 8, les suivantes à 18. Combien de couches comporte cet élément et combien d électrons y a- t-il sur la dernière couche? Nb de couches= Nb électrons= 3 ) Pourquoi certains éléments ont-il des masses atomiques décimales? 4 ) Quelle particularité présentent les gaz rares (chimique et structure atomique)? 5 ) Qu est ce que le nombre d Avogadro et combien vaut-il? N= 6 ) Quel volume occupe une mole de gaz sous les conditions normales que vous rappellerez? V= p= T= 7 ) L énergie chimique est le résultat de la réorganisation des liaisons : A : internes du noyau B : interatomiques C : intermoléculaires D : particulières 8 ) Quelle est la nature de ces liaisons? A : gravitationnelles B : magnétiques C : électriques. D : mécaniques 9 ) Dans l équation chimique 2H 2 +O 2 ->2H 2 O, O 2 représente : A : un atome d O 2 B : une molécule d O 2 C : une mole d O 2 D: 1kg d O 2 10 ) Définir le pouvoir comburivore d un carburant : 11 ) Définition du facteur d air, de l excès d air e et de la richesse d un mélange R. = e= R= 12 ) Le pouvoir comburivore Va d un gaz s exprime normalement en A : Nm 3 /Nm 3 B : Nm 3 /kg C : kg/nm 3 D : kg/kg 12-1) Le pouvoir comburivore Va d un solide s exprime normalement en A : Nm 3 /Nm 3 B : Nm 3 /kg C : kg/nm 3 D : kg/kg 13 ) Pour un liquide, on connaît Va. Unité? Que vaut Ma? Ma= 13-1) Pour un gaz, on connaît Va. Unité? Que vaut Ma? Ma=

2 14 ) Combien vaut environ le pouvoir comburivore massique d un hydrocarbure lourd? Ma= 14-1) Par rapport au pouvoir comburivore massique des hydrocarbures celui des alcools est : A : plus grand B : quasi identique C : plus petit D : Ca dépend de l alcool 15 ) Quelle hypothèse fait-on pour déterminer théoriquement la composition des produits d une combustion pauvre? : 1 : combustion complète de carburant 2 : combustion complète de l oxygène 3 : le seul imbrûlé est le CO 4 : la combustion est stœchiométrique A : 34 B : 1 C : 23 D : ) Quelle hypothèse fait-on pour déterminer théoriquement la composition des produits d une combustion riche? : 1 : combustion complète de carburant 2 : combustion complète de l oxygène 3 : le seul imbrûlé est le CO 4 : la combustion est stœchiométrique A : 34 B : 1 C : 23 D : ) Quelles sont les deux hypothèses classiques lorsque la combustion n est pas stœchiométrique pour calculer la composition théorique des fumées? 15-3) Dans ces deux cas (pris à part) que va-t-on retrouver dans les produits de combustion comme composés chimiques en plus de CO 2, H 2 O et N 2? 16 ) Quelle est l analogie et la différence entre X CO et CO? 16-1) Quelles sont les teneurs que mesurent les analyseurs de fumées? 17 ) L analyseur de fumées vous indique O 2 =0% et CO=1%, qu en concluez vous? 1 : combustion complète du carburant 2 : combustion complète de l oxygène 3 : le seul imbrûlé est le CO 4 : le mélange des réactants est riche A : 1234 B : 13 C : 24 D : ) Vous relevez CO2=10% et vous êtes sûr d être en excès d air, le combustible était du fuel domestique : A : vous êtes proche de la stœchiométrie B : vous avez 50% d excès d air C : vous avez 100% d excès d air? D : vous ne pouvez rien dire

3 19 ) Vous relevez CO2=10% et vous êtes sûr d être en excès d air, le combustible était du gaz naturel : A : vous êtes proche de la stœchiométrie B : vous avez 50% d excès d air C : vous avez 100% d excès d air? D : vous ne pouvez rien dire 20 ) Qu est que U P0 et U R0, comment s appelle la différence? 20-1) Dans le cas d une combustion le quel des deux est le plus grand? Justifiez. 20-2) Qu est que H P0 et H R0, comment s appelle la différence? 20-3) Que vaut la différence entre la chaleur de réaction à pression constante et la chaleur de réaction à volume constant? Que peut-on en dire? 20-4) Que pouvez vous dire de la différence entre Ip et Iv? 20-5) Qu est ce que l enthalpie de formation? 20-6) Que vaut celle d O2? 21 ) Que vaut théoriquement le rendement de combustion en excès d air? C = 21-1) Que vaut théoriquement le rendement de combustion en défaut d air? C = 21-2) Que vaut théoriquement la chaleur de combustion en excès d air? q C = 21-3) Que vaut théoriquement la chaleur de combustion en défaut d air? q C = 22 ) Si l on veut une chaleur de combustion maxi, doit-on travailler en défaut ou en excès d air? 23 ) Si l on veut un rendement de combustion maxi, doit-on travailler en défaut ou en excès d air? 24 ) Que vaut la puissance calorifique maxi d un combustible de PCI=40MJ/kg et de débit 2g/s? PCM= kw 24-1) Qu est ce que le pouvoir calorifique? Quelle est sa valeur approximative pour un hydrocarbure? 25 ) Exprimez le rendement de combustion en fonction des pertes par imbrulé P I et de PCM. C = 26 ) Avec une des deux hypothèses classiques que vous énoncerez, donnez c et qc pour >1. 27 ) Avec une des deux hypothèses classiques que vous énoncerez, donnez c et qc pour <1 28 ) Que valent approximativement les pertes à l échappement P th? Vous préciserez vos notations 29 ) Comment calculez-vous la puissance de combustion d une combustion réelle?

4 30 ) Que valent les pertes par imbrûlé? Donnez une des formules ou le moyen de les retrouver. 30-1) Exprimez les pertes par imbrulé P I en fonction de qm F, X H2O, v F, I, Ip I. 31 ) Quel est le principal imbrulé que l on retrouve et que l on mesure dans les fumées? 2 ème partie 1 ) Les combustibles solides contiennent en général : 1 : une quantité d eau non négligeable 2 : beaucoup de soufre 3 : des minéraux 4 : de l oxygène et de l azote en quantité variable. A : 1234 B : 13 C : 24 D : ) Les hydrocarbures issus du pétrole contiennent en général : 1 : une quantité d eau importante 2 : beaucoup de soufre 3 : des minéraux 4 : de l oxygène et de l azote en quantité variable A : 1234 B : 13 C : 24 D : ) Le gaz naturel : 1 : sa composition dépend de sa provenance 2 : son PCI est de l ordre de 40kJ/Nm 3 3 : ne contient pas de méthane 4 : est de même origine que le pétrole A : 134 B : 14 C : 23 D : Le GPL 1 : veut dire «Gaz Pour L automobile» 2 : est un mélange de butane et de propane 3 : provient de la distillation du pétrole 4 : est extrait directement de la terre A : 123 B : 23 C : 24 D : 14 2 ) De quel ordre de grandeur est le PCI du bois ou des déchets végétaux? 2-1) De quel ordre de grandeur est le PCI des déchets ménagers? 2-2) De quel ordre de grandeur est le PCI des déchets industriels? 3 ) Les alcools : 1 : ont un PCI supérieur aux hydrocarbures 2 : ont un pouvoir comburivore supérieur aux hydrocarbures

5 3 : ont un indice d octane supérieur aux hydrocarbures 4 : fonctionnent très bien dans les moteurs à allumage commandé A : 1234 B : 23 C : 24 D : Les huiles végétales : 1 : ont un PCI supérieur aux hydrocarbures 2 : sont plus visqueuses que le gasoil 3 : ont une température de craquage supérieure aux hydrocarbures 4 : fonctionnent très bien dans les moteurs à allumage commandé A : 1234 B : 23 C : 34 D : Pourquoi est-il préférable d utiliser les alcools sous forme d éther dans les moteurs? 3-3 Pourquoi est-il préférable d utiliser les huiles végétales sous forme d ester dans les moteurs? 4 ) Le carbone total est : 1 : le pourcentage de carbone dans le carburant 2 : ne sert que pour les liquides ou solides 3 : s exprime toujours en Nm 3 /kg ou en Nm 3 / Nm 3 4 : représente le volume de CO2 contenu dans les fumées neutres par quantité de carburant A : 1234 B : 234 C : 24 D : ) Les pouvoirs fumigènes sont : 1 : le pourcentage de fumées dans les produits de combustion 2 : ne servent que pour les combustibles polluants 3 : s exprime toujours en Nm 3 /kg ou en Nm 3 / Nm 3 4 : représente le volume des fumées neutres par quantité de carburant A : 1234 B : 34 C : 24 D : ) Quelles sont les hypothèses de calcul permettant d utiliser la formule : O2. V e ( FS O2 ) Va 5-1 Quelles sont les hypothèses de calcul permettant d utiliser la formule : VCO2 SO2 CO2 SO2 VFS eva 5-2 A quoi sert le diagramme d Ostwald? 6 ) Les analyseurs électrochimiques 1 : se servent de CO pour calculer l excès d air e 2 : mesurent l excès d air réel 3 : se servent de O2 ou CO2 pour calculer l excès d air e 4 : la mesure de CO sert à estimer les pertes par imbrulés

6 A : 12 B : 34 C : 24 D : 14 7 ) Les pertes par chaleur sensible sont : 1 : due au fait que la combustion n est jamais complète 2 : d autant plus grandes que l excès d air est important 3 : d autant plus grandes que le défaut d air est important 4 : n existent que si l on effectue le bilan sur PCI A : 2 B : 34 C : 24 D : Comment calcule-t-on ces pertes? 8 ) Les pertes par chaleur latente 1 : n existent que si l on effectue le bilan sur PCS 2 : sont de l ordre de 20% sur une chaudière classique à gaz naturel 3 : sont faibles pour les carburants lourds (FO, FOD, Charbon..) 4 : Sont nulles pour le carbone pur (graphite) A : 12 B : 134 C : 24 D : ) Comment calcule-t-on les pertes par chaleur latente en fonction du débit d eau dans les fumées (qm H2O ), du débit d eau condensée (qm cond ) et de la chaleur latente de l eau Lv? 8-2) Comment calcule-t-on le débit d eau dans les fumées (qm H2O )? 9 ) Pour le gaz naturel Va=10,3Nm 3 / Nm 3 pour d=0,6. Si l on impose 1,6g/s de gaz naturel, quel débit d air en kg/h pour =1,1. Expliquez : 9-1) Le PCI du gaz naturel est de 36MJ/Nm 3 et sa densité est de 0,6, calculer le PCM d un brûleur débitant 1,6g/s de gaz naturel. 10 ) Le fumosimètre de Bacharach : 1 : mesure la quantité de CO2 des fumées 2 : donne une indication de la quantité de particules contenues dans les fumées 3 : la mesure se fait par comparaison de couleur 4 : la mesure se fait par absorption du gaz à tester A : 234 B : 13 C : 23 D : ) Les oxydes de soufre sont responsables : 1- d irritation des voies respiratoires 2- de corrosion des foyers et cheminées 3- des retombées suies agglomérées 4- il provient du carburant A : 234 B : 13 C : 124 D : ) Les oxydes d azote provoquent : 1- l irritation des voies respiratoires 2- la corrosion des foyers et cheminées 3- des pluies acides 4- ils proviennent du carburant A : 234 B : 13 C : 124 D : 1234

7 13 ) Sur le fonctionnement de divers instruments d analyse de fumées 1- le fumosimètre est l appareil qui sert à déterminer les oxydes d azote 2- l opacimètre est l appareil de mesure en continu de la concentration des fumées en particules 3- l appareil d ORSAT mesure la teneur en oxygène des fumées 4- les analyseurs à infrarouge utilisent le phénomène d absorption du rayonnement infrarouge par le NO A : 2 B : 23 C : 24 D : ) A l échelle microscopique la combustion : 1- s explique par un mécanisme de réaction en chaîne 2- on peut le résumer à trois types de réactions : «initiation», «propagation», «rupture» 3- l unique mécanisme est la «ramification» 4- les radicaux libres sont des espèces chimiques très stables A : 234 B : 13 C : 124 D : ) Les réactions d équilibre responsables de la présence de H2 et de CO dans les fumées : 1- ne peuvent se produire qu à haute température 2- peuvent se produire à la température des fumées ce qui explique la présence de CO et H2 3- la concentration chimique due à ces réactions est «figée» par la diminution brutale de la température 4- expliquent le mécanisme de réaction en chaîne A : 234 B : 13 C : 24 D : ) A haute pression, l auto inflammation d un mélange air carburant ne peut se réaliser : 1- qu au dessus d une certaine température 2- qu au dessous d une certaine température 3- la température n a pas d influence 4- la pression n a pas d influence A : 24 B : 34 C : 14 D : 2 17 ) Lorsque la pression augmente à température constante, le délai d auto inflammation : A- diminue C- passe par un mini pour pression déterminée B- n a aucune influence claire D- augmente 17-1 Lorsque la température augmente à pression constante, le délai d auto inflammation : A- diminue C- passe par un mini pour température déterminée B- n a aucune influence claire D- augmente 18 ) Pour étudier le mécanisme d auto inflammation : 1- on utilise une machine à compression lente pour que l évolution soit quasi-statique 2- on utilise une machine à compression rapide 3- on introduit doucement le carburant dans l air préchauffé 4- on produit l inflammation par une onde de choc A : 2 B : 13 C : 24 D : 1

8 19 ) Lorsque la richesse augmente, le délai d auto inflammation : A- diminue C- passe par un mini pour une richesse déterminée B- n a aucune variation claire D- augmente 20 ) La détonation est : 1- la combustion qui se produit dans les moteurs dit à «explosion» 2- ne peut pas se produire dans les moteurs 3- est le mode de propagation supersonique de la combustion 4- nécessite plusieurs mètres pour s établir A : 23 B : 13 C : 234 D : 1 21 ) La déflagration est : 1- la combustion qui se produit dans les moteurs dit à «explosion» 2- ne peut pas se produire dans les moteurs 3- est le mode de propagation subsonique de la combustion 4- nécessite plusieurs mètres pour s établir A : 3 B : 13 C : 234 D : 1 22 ) La vitesse de propagation d une déflagration laminaire est de l ordre de : A-1m/s B- 10m/s C- 100m/s D- 1000m/s 23 ) La turbulence 1- augmente la vitesse apparente de propagation 2- la diminue 3- améliore la combustion quelle soit homogène ou diphasique 4- les chambres de combustion industrielles ont des dispositifs permettant de l augmenter A : 2 B : 13 C : 134 D : 1 24 ) La combustion diphasique est 1- Laminaire autour de la particule du fait de sa très faible dimension par rapport aux échelles de la turbulence 2- Peut être turbulente dans l ensemble 3- Désigne la combustion d un gaz dans l air 4- Est une combustion virtuelle sans existence physique A : 23 B : 12 C : 234 D : 4 25 ) Dans les fours le transfert thermique entre la flamme et la charge est amélioré par : 1- Le rayonnement bleu des flammes homogènes 2- La présence de carbone suie dans la flamme 3- Par le préchauffage du gaz combustible, dans le cas d une combustion homogène 4- Est toujours meilleur pour les combustibles liquides A : 23 B : 1234 C : 234 D : 1 26 ) Dans les chambres de combustion industrielles, l impulsion : 1- Nomme le moment où l on enclenche l étincelle d allumage

9 2- La quantité de mouvement du combustible à l entrée de la chambre 3- intervient dans le calcul de la longueur de flamme 4- plus la l impulsion est importante plus grande est la flamme A : 23 B : 1234 C : 234 D : 1 27 ) La mise en rotation de l air de combustion du brûleur 1- augmente la longueur de la flamme 2- diminue la longueur de la flamme 3- peut produire une flamme «murale» qui augmente le transfert thermique entre la flamme et la charge 4- peut produire une flamme «boule» A : 23 B : 34 C : 234 D : 1