Etude d'un procédé de gazéification de biomasse en ambiance ...

V –Modélisation des transitoires thermiques
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l’orientation des fibres de bois par rapport au gradient de température. Par conséquent la
littérature comporte de nombreuses valeurs (Hankalin et Ahonen, 2009). Nous avons retenu
la valeur de 0,3 W.m –1 .K –1 , qui est une moyenne pour le bois.
Nous avons également pris en compte un changement physico-chimique
hypothétique : du bois en charbon de bois à 450°C, en appliquant une conductivité thermique
de 0,1 W.m –1 .K –1 à la matière de l’échantillon dès que sa température devient supérieure à
450°C.
V - 1 - 3 - Flux thermique
Nous avons considéré que l’apport d’énergie par rayonnement à l’échantillon était le
même sur les deux faces dans le cas de la plaquette modélisée et en provenance homogène
dans le cas de la sphère. Cela nous permet de simuler à la fois le rayonnement du verre et
celui en provenance du ciel chaud du four de gazéification.
Le flux d’énergie transmis, ou émittance énergétique, ou exitance M o (T), en W.m -2 est
calculé entre la température de la surface de l’échantillon et la température du corps chaud
(verre ou atmosphère) rayonnant grâce à la loi de Kirchoff/Stéphan, en se mettant dans
l’hypothèse de corps noir et en négligeant les effets dus aux facteurs de forme. Il s’agit là
d’hypothèses maximisant les flux échangés.
Μ°=
σ(T4
T ) avec σ =5,67.10 -8 W.m -2 .K -4
1 −
4 2
T1= température du corps chaud (K)
T2= température du corps le plus froid (K)
La température de la surface de l’échantillon est celle à laquelle se produit la
disparition du solide, soit la température de gazéification que nous avons fixée à 1200°C au
minimum au paragraphe III - 7 - . La température du corps chaud est fixée à 1375°C ce qui
correspond à la température du four ATG (cf. III - 5 - 2 - ) dans lequel des essais de
gazéification de particules centimétriques ont été menés et qui est une température proche de
celle du verre observée lors d’essais de gazéification dans le réacteur à plasma (cf. Figure
IV-5).
L’application numérique conduit à une valeur du flux de 150 kW.m -2 obtenu
uniquement grâce au rayonnement du verre et des parois chaudes. Toutefois, pour tenir
compte des flux thermiques provenant également, de la source peu étendue mais très chaude
du plasma, du contact entre la bille de bois et le verre liquide, ainsi que de l’échange
convectif entre le gaz et l’échantillon, nous avons, un peu arbitrairement, augmenté la valeur
du flux thermique total à 200 kW.m -2 .
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