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Glow-Plug
:
Un
morceau de Platine roulé en spirale rougit lorsqu'il est
placé au-dessus d'un récipient rempli d'alcool. Les
vapeurs d'alcool portent au rouge le fil qui finit par enflammer
les vapeurs.
Pour accélérer le phénomène à
l'intérieur du cylindre du moteur, un circuit électrique
chauffe la spirale de platine (ou d'un de ses dérivés)
avant le démarrage du moteur. Lorsque le moteur tourne le
filament reste rouge du fait du contact avec les vapeurs d'alcool
du carburant et du fait de la chaleur développée par
les explosions. La chaleur fournie par le filament est suffisante
pour permettre l'allumage du mélange carburant/air à
chaque cycle.
Le filament dans le système Glow-Plug remplace l'étincelle
des moteurs automobiles.
Carburants:
Les
éléments constituants de nos carburants se distinguent
par plusieurs propriétés physiques :
1.
Le pouvoir calorifique.
Le pouvoir calorifique est la quantité de chaleur (donc d'énergie)
dégagée par la combustion d'un litre de combustible,
exprimé en Kcal/litre. La combustion est la combinaison d'un
corps avec l'oxygène et l'air en contient 20%.
2.
La chaleur latente de vaporisation
C'est la quantité de chaleur nécessaire à la
vaporisation d'un kilogramme de combustible, exprimé en Kcal/Kg
3.
Le rendement calorifique.
C'est la quantité de chaleur dégagée par la
combustion d'une quantité de combustible nécessitant
un kilogramme d'air. En conséquence, les combustibles qui
contiennent de l'oxygène ont un rendement calorifique plus
élevé que ceux qui n'en contiennent pas ou moins,
puisque cet oxygène participe à la combustion.
Les
composants principaux du carburant sont :
1.
Alcool méthylique ou méthanol. (CH3 OH)
Est un composant bon marché à chaleur latente de vaporisation
et pouvoir calorifique élevé et possédant un
très grand rendement calorifique (1 des 6 atomes constitutifs
de la molécule est un atome d'oxygène et participe
à la combustion).
L'équation chimique de la combustion du méthanol peut
s'écrire
2
CH3 OH + 2 O2 = 2 CO2 + 2 H2O
Il
s'agit de trouver du méthanol le plus anhydre possible car
l'eau gène la combustion et de plus peut empêcher le
mélange du méthanol avec l'huile. Le méthanol
industriel varie de 95 à 99 % tandis que le méthanol
domestique ou alcool à brûler est à 90%. Le
prix est fortement lié à la teneur en eau ; un méthanol
à 99,8 % coûte environ 500 F le litre, le méthanol
industriel revient à environ 50 F le litre. Le méthanol
industriel convient parfaitement à notre usage s’il
est conservé dans des bidons hermétiques afin qu'il
absorbe le moins possible d'eau. Un carburant humide réduit
les performances du moteur et a la caractéristique de faire
"sauter" les bougies.
2.
Alcool éthylique ou éthanol (C2H5 OH)
C'est l'alcool consommable que nous connaissons tous. Il est plus
cher et possède un rendement calorifique inférieur
à celui du méthanol (1 atome d'oxygène sur
9). Cependant le pouvoir calorifique est supérieur et permet
de réduire la consommation des micro-moteurs.
3.
Alcool iso-propylique ou isopropanol (C3H7 OH)
C'est le seul alcool qui peut remplacer le méthanol. Il donne
moins de puissance mais est plus économique (consommation
moindre). Il peut être employé jusqu'à 60 %
du carburant. Seul problème il est plus cher que le méthanol
et moins courant.
Voici
donc en ce que concerne les composants principaux du carburant "GLOW".
Les
composés suivants sont en fait des additifs :
4.
L'essence d'automobile et l'iso-octane
Ne pourrait remplacer intégralement le méthanol car
le pouvoir calorifique est tellement élevé que les
micro-moteurs chauffent exagérément. L'addition de
5 à 8% de "super" assure un meilleur ralenti, surtout
en hiver.
5.
L'éther sulfurique PB4 (645 F/l)
En quantités de l'ordre de 3 à 10 %. Il facilite les
démarrages et améliore le ralenti des moteurs à
"glowplug", surtout en hiver.
6.
Le nitrobenzène ou nitrobenzol (C6 H5 N02) 250 F/l
Est un liquide jaunâtre qui ne remplace PAS le nitrométhane,
contrairement à ce que beaucoup de modélistes pensent.
Bien que le pouvoir calorifique soit très élevé,
le rendement calorifique est inférieur à celui du
méthanol. Par-dessus le marché la chaleur latente
de vaporisation est faible. Ce produit ne sert qu'à faire
chauffer votre moulin et enfin, c'est un poison dangereux : il arrête
l'absorption de l'oxygène dans le sang humain ! Un produit
à bannir...
7.
Le nitrométhane (CH3 N02) 1500 F/l
Nous avons vu que l'oxygène est nécessaire à
la combustion et le nitrométhane en contient. Le rendement
calorifique est très élevé (2 atomes d'oxygène
sur 7). C'est l'additif rêvé mais qui coûte cher.
Un pourcentage de 5 % facilite l'emploi des micro-moteurs, les démarrages
sont plus faciles, le moteur tourne mieux surtout au ralenti, les
réglages du pointeau sont moins pointus et le choix de la
bougie est moins critique. La puissance nette du moteur augmente
en proportion de la quantité ajoutée au carburant,
la consommation…… aussi. Les moteurs courant sont prévus
pour de faible pourcentage de nitro (5 à 10 %), pour employer
des % plus élevés les moteurs subissent des modifications
pour donner leur rendement maximum.
8.
Le nitroéthane (C2H5 N02) 1300 F/l
Similaire au précédent mais moins actif, 40 % de l'activité
du nitrométhane.
9.
Dinitropropane (C3H6(N02)2)
Est une matière solide, très soluble au méthanol.
Même efficacité que le nitrométhane mais difficile
à trouver en Belgique, en consultant les catalogues de produits
chimiques il n'est pas repris. En principe 10% de dinitropropane
assurent un gain de puissance de 5%.
10.
Nitropropane 500 F/l (C3H7N02) et Nitrobutane (5 gr/2500 F (C4H9NO2)
Sont des produits nitrés" à action réduite.
Ils possèdent un pouvoir calorifique très élevé
et un rendement calorifique légèrement supérieur
à celui du méthanol. Leur chaleur latente de vaporisation
est énorme ce qui contribue au refroidissement interne des
moteurs. Le nitropropane a une activité égale à
35 % de celle du nitrométhane.
11.
Acétate d'amyle 150 F/l
Facilite le mélange du méthanol et de l'huile. L'acétone
peut également convenir à cette fin.
Quelques
additifs ne sont pas décrits du fait qu'ils sont ou trop
chers ou dangereux à employer. Il s'agit du benzène
(benzol), du dimethylnitrobenzène (nitroxylène), du
nitrate de cyclohexenol et du nitrate d'amyle.
Nous
ferons quand même une seule exception :1
2.
Pour ceux qui sont riche et las de vivre
Le TETRANlTROMETHANE (C(N02)4) coûte environ ; 15.000 francs
le litre (5gr/1255 F) et est très explosible. 4% de produit
suffisent pour augmenter la puissance de votre moteur de 50% ! La
molécule contient 13 atomes dont 8 atomes d'oxygène.
Ce produit brûle (explose...) dans le vide puisque l'oxygène
qu'il contient lui suffit. Après combustion, il dégage
encore 49% d'oxygène.
L'importance d'un rendement calorifique élevée est
évident, mais l'importance de la chaleur latente de vaporisation
est aussi a prendre en compte. En effet, le mélange admis
dans la chambre de combustion est composé de minuscules gouttelettes
de carburant et d'air. Avant de brûler, le carburant se vaporise
ce qui nécessite une grande quantité de chaleur, qui
est empruntée au cylindre et au piston ; la vaporisation
se charge donc en partie du refroidissement interne. L'usage exagéré
de l'essence, du benzène ou du nitrobenzène (qui ont
un pouvoir calorifique élevé) augmente peut-être
la puissance, mais augmente également la température
de fonctionnement d'où usure accélérée.
Le nitrométhane, au contraire, possède un pouvoir
calorifique modéré mais il contient beaucoup d'oxygène
ce qui assure une combustion plus complète, et donc une plus
grande puissance. Il est insensé de prétendre, voici
un moteur qui tourne aussi vite sans nitro. Tout au plus on peut
dire que certains moulins en ont moins besoin.
|
Combustible
|
Chaleur
latente de vaporisation
|
Pouvoir
calorifique
|
Rendement
calorifique
|
|
méthanol
|
263
Kcal/kg
|
4000
Kcal/l
|
830
Kcal/kg air cons.
|
|
éthanol
|
201
Kcal/kg
|
5260
Kcal/l
|
745
|
|
essence
super
|
65
Kcal/kg
|
8000
Kcal/l
|
750
|
|
benzène
|
94
Kcal/kg
|
8500
Kcal/l
|
733
|
|
éther
sulfurique
|
86
Kcal/kg
|
1900
Kcal/l
|
355
|
|
nitrobenzène
|
79
Kcal/kg
|
7100
Kcal/l
|
545
|
|
nitrométhane
|
135
Kcal/kg
|
3170
Kcal/l
|
1645
|
|
nitroéthane
|
424
Kcal/kg
|
4550
Kcal/l
|
l060
|
|
nitropropane
|
440
Kcal/kg
|
5370
Kcal/l
|
940
|
|
nitrobutane
|
300
Kcal/kg
|
5900
Kcal/l
|
880
|
|
2,2
dinitropropane
|
solide
|
3190
Kcal/l
|
1245
|
|
tetranitrométhane
|
48
Kcal/kg
|
1500
Kcal/l
|
Infini
+ dégagement 49 % d'O2
|
On
peut aussi noter les limites explosives en % de vapeurs dans l'air:
|
Composés
|
Limite
inférieure
|
Limite
supérieure
|
|
Acétone
|
1,35
|
8
|
|
Méthanol
|
5,5
|
21
|
|
Ethanol
|
2,8
|
9,5
|
|
Ether
|
1,7
|
48
|
Un
autre point intéressant de connaître est la température
en dessous de laquelle le liquide n'émet pas de vapeurs:
|
Acétone
|
-
17°
|
|
Méthanol
|
0°
|
|
Ether
|
-
41°
|
|
Nitrométhane
|
45°
|
|
Nitropropane
|
34°
|
|