Qv = αΑ0√(ΔP ⁄ ρ)
avec:Sous pression constante, la masse volumique d'un gaz est proportionnelle à sa densité (d) par rapport à l'air (M=0,029kg) ou à sa masse molaire moyenne (M [kg]).
ρ = M × P ⁄ R ⁄ T = 0,029×d ⁄ R × P ⁄ T
Qc = Qv×P/101325 × 273,15/T× PCv
Qc = αΑ0√(ΔP) ×0,0456*√(P/T)× PCv ⁄ √d
L'indice de Wobbe du combustible, qui est le ratio de son pouvoir calorifique (PCI ou PCS) volumique sur la racine carrée de sa densité, indique la quantité d'énergie libérée par le brûleur alimenté avec une pression différentielle constante.
Si le gaz combustible initial est remplacé par un gaz d'indice de Wobbe
plus faible, la puissance de chauffe du brûleur sera réduite si la
pression d'alimentation reste inchangée;
pour conserver au brûleur sa puissance, la pression d'alimentation en gaz combustible devra être augmentée.
Les installations de combustion ont besoin d'un combustible de
qualité constante pour assurer une régularité de fonctionnement.
Les
fournisseurs de combustible peuvent recevoir des flux de différentes
provenances, dont la composition peut être variable. Garantir à
l'utilisateur une composition constante peut être impossible ou trop
contraignant.
Or l'utilisateur n'a pas besoin d'une composition
constante pour satisfaire sa régularité de fonctionnement; il a
seulement besoin que l'indice de Wobbe soit constant ou dans une
fourchette de valeurs raisonnables. Garantir l'indice de Wobbe offre
plus de souplesse au fournisseur de combustible pour ajuster la
composition du gaz délivré.
Ainsi, l’indice de Wobbe du gaz naturel distribué en France doit être compris entre 13,5 et 15,7 kWh/Nm³ (48,6 à 56,5 MJ/Nm³ ).
Lorsque le combustible est un produit fatal dont les caractéristiques ne sont pas maîtrisables, une mesure en amont du brûleur, permet d'anticiper les perturbations de la combustion. L'indice de Wobbe est alors le paramètre à surveiller. Des analyseurs automatiques sont commercialisés pour cet usage.
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 |
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 |