- Avertissement au visiteur!
- Les informations contenues dans ces pages se veulent aussi exactes que possible et vous sont proposées en toute bonne foi. Cependant leur caractère est très général et elles peuvent être inappropriée dans une situation particulière. Toute application, choix ou décision qui en découlerait doit impérativement être préalablement validée par un expert compétent.
Indice de Wobbe des combustibles gazeux
Sommaire de la page:
- Intérêt de l'indice de Wobbe pour le fonctionnement des brûleurs
- Indice de Wobbe de combustibles gazeux courants
En 1927, Goffredo Wobbe, un physicien de Bologne en Italie
observait que:
Le débit de gaz s'écoulant au travers d'une restriction (orifice ou vanne) est donné par la formule suivante:
Qv = αΑ0√(2Δp/ρ)
avec:
Qv = débit volumique
α = facteur dépendant de la taille et de la forme de la restriction
Δp = pression différentielle
ρ = masse volumique
Α0 = diamètre d'orifice
Sous pression constante, la masse volumique d'un gaz est proportionnelle à sa densité par rapprt à l'air ou à sa masse molaire moyenne.
De la formule ci-dessus on déduit que lorsque la densité du gaz (ou sa masse molaire moyenne) alimentant un brûleur change, l'énergie libérée change aussi puisque le débit volumique change.
L'indice de Wobbe du combustible, qui est le ratio de son pouvoir calorifique (PCI ou PCS) sur la racine carrée de sa densité, indique la quantité d'énergie libérée par le brûleur alimenté avec une pression différentielle constante.
Deux gaz de même indice de Wobbe produiront une même quantité d'énergie sur un même brûleur fonctionnant avec une même pression différentielle, même si leur pouvoir calorifique est différent.
L'indice de Wobbe utilise les mêmes unités que le pouvoir calorifique. Les unités usuelles sont:
- La chaleur dégagée par un brûleur est proportionnelle au débit volumique (à pression constante et taille d'orifice identique)
- La vitesse au travers une taille d'orifice donnée est proportionnelle à la masse volumique du gaz
- Le pouvoir calorifique d'un gaz est proportionnel à sa masse volumique
Intérêt de l'indice de Wobbe pour le fonctionnement des brûleurs
La valeur calorifique d'un combustible gazeux, souvent exprimée par le PCI ou le PCS (PCI = Pouvoir Calorifique Inférieur, PCS = Pouvoir Calorifique Supérieur) en MJ/Nm3, est la quantité d'énergie générée par la combustion de 1 Nm3 de gaz.Le débit de gaz s'écoulant au travers d'une restriction (orifice ou vanne) est donné par la formule suivante:
Qv = αΑ0√(2Δp/ρ)
avec:
Qv = débit volumique
α = facteur dépendant de la taille et de la forme de la restriction
Δp = pression différentielle
ρ = masse volumique
Α0 = diamètre d'orifice
Sous pression constante, la masse volumique d'un gaz est proportionnelle à sa densité par rapprt à l'air ou à sa masse molaire moyenne.
De la formule ci-dessus on déduit que lorsque la densité du gaz (ou sa masse molaire moyenne) alimentant un brûleur change, l'énergie libérée change aussi puisque le débit volumique change.
L'indice de Wobbe du combustible, qui est le ratio de son pouvoir calorifique (PCI ou PCS) sur la racine carrée de sa densité, indique la quantité d'énergie libérée par le brûleur alimenté avec une pression différentielle constante.
Deux gaz de même indice de Wobbe produiront une même quantité d'énergie sur un même brûleur fonctionnant avec une même pression différentielle, même si leur pouvoir calorifique est différent.
Indice de Wobbe de combustibles gazeux courants
| Gaz | PCS MJ/Nm3 |
PCI MJ/Nm3 |
Densité/Air | Indice
supérieur MJ/Nm3 |
Indice
inférieur MJ/Nm3 |
| Hydrogène | 12,8 | 10.8 | 0,07 | 48,5 | 40.8 |
| Méthane | 39,9 | 35,9 | 0,55 | 53,6 | 48,2 |
| Ethane | 70,6 | 64,5 | 1,05 | 68,9 | 62,9 |
| Ethylène | 63,4 | 59,5 | 0,975 | 64,2 | 60,2 |
| Gaz naturel | 37,8 | 33,5 | 0,68 | 46 | 41 |
| Propane | 102 | 93,7 | 1,56 | 81,6 | 75,0 |
| Propylène | 93,8 | 87,8 | 1,48 | 77,0 | 72,1 |
| n-butane | 135,0 | 123,8 | 2,09 | 93,4 | 85,6 |
| Iso-butane | 132,2 | 121,9 | 2,06 | 92,0 | 84,9 |
| Butylène-1 | 125,8 | 117,7 | 2,01 | 88,8 | 83,1 |
| GPL | 117,4 | 107,9 | 1,9 | 85 | 78 |
| Acétylène | 58,5 | 56,5 | 0,905 | 61,5 | 59,4 |
| Monoxyde de Carbone | 12,7 | 12,7 | 0,97 | 12,9 | 12,9 |
L'indice de Wobbe utilise les mêmes unités que le pouvoir calorifique. Les unités usuelles sont:
- BTU/scf (British Thermal Unit / standard cubic foot) dans le monde anglo-saxon
- MJ/Nm3 (Méga Joule / Normal mètre cube) en Europe (1000 BTU/scf = 37,3 MJ/Nm3)
| Famille | Plage d'Indice de Wobbe (MJ/Nm3) | Type de gaz |
| 1 | 22,5 – 30 | Gaz de synthèse |
| 2 L (Low range) |
39 – 45 | Gaz naturel |
| 2 H (High range) |
45,5 – 55 | Gaz naturel |
| 3 | 73,5 – 87,5 | GPL |