carbone : 57.04 oxygène :t lk carbone : y

= 1*327 oxygène,

montrent que

Un kilog. de carbone pur exige pour sa combustion complète ou pour sa transformation en acide carbonique 2‘.655 oxygène;

Un kilog. de carbone pur exige pour sa transformation en oxyde de carbone lk3275 oxygène.

Le nombre de calories développées dans le premier cas serait donc 2.655X2967 = 7877.385.

Le nombre de calories développées dans le second cas serait \ X 7877 = 3937.

Limites de la température des gaz. Il peut être utile de chercher la limite supérieure de température t que les gaz de la combustion ne pourront jamais atteindre.

Dans le cas de la transformation en acide carbonique, à l’aide do la quantité d’oxygène rigoureusement nécessaire, le kilo de carbone s'est combiné avec 2k.655 oxygène et a produit un poids p = 3k.655 d’acide carbonique, gaz dont la chaleur spécifique c = 0.221. Le nombre de calories c, ou le nombre de kilog. d’eau que la combustion aurait pu élever d’un degré est ici 7877.385 ; or, si l’on se rap-

pelle que la température t qu’un corps peut acquérir est en raison inverse de son poids et de sa chaleur spécifique, ou aura évidemment, en général,

cl ici

pX'

Appliquant les mêmes raisonnement.-, au cas de la transformation en oxyde de carbone, on a

1 kil. carbone -j- l‘.327 oxygène = S". 327 — p' oxyde de carbone,

gaz dont la chaleur spécifique c' est environ 0.2884, le nombre de calories C étant ici 3937, d’où

p'Xc' ~~ 2.327 X 0.288Î

Tout ceci suppose que la dilatation du mélange gazeux, ainsi que sa haute température ne changent point sa chaleur spécifique, ce qui est probablement très faux. Cela suppose encore que la chaleur rayonnée par le carbone pendant si combustion se transmet en to tu 1 i le aux gaz ; or, on sait, au contraire, que ceux-ci se laissent traverser par la chaleur rayonnante sans en absorber aucune fraction sensible. Enfin, nous avons supposé que la combustion avait lieu dans l’oxygène pur, circonstance qui ne se présente jamais dans la pratique des arts, où la combustion s’opère toujours dans I’aib atmosphérique. Essayons de nous placer daus ce dernier cas.

Combustion de i kil. de carbone pur dans l’air atmosphérique. — Si le kil. de carbone doit être transformé en acide carbonique, sa combustion développera , comme ci-dessus, 7877.385 calories: elle exigera 2k.655 oxygène pur. Cette quantité d’oxygène est celle qui est contenue dans x air atmosphérique, et x est donné par la proportion

d’où

lk. air : 0.232 oxygèue x \ 2‘635 oxygène.

1 l'Ut.

Or, ces llk.it d’air h 0 et sous la pression 0.76 contiennent 1 lk.4t X 0-“08 — 8k.785 azote. Ce gaz, dont la chaleur spécifique est d’environ 0.275i, ne contribuant en rien à la Combustion s’emparera d’une partie de la chaleur développée et abaissera ainsi la température T du mélange gazeux et son influence sur l’élévation

de température sera en raison inverse de son poids et de sa chaleur spécifique.

Les produits de la combustion seront donc 3k.655 acide carbonique et 8*. 785 azote, et la température T que n’atteindra jamais ce mélange de gaz, s'obtiendra en divisant le nombre de calories développées par la somme des produits partiels formés du poids de chaque gaz et de sa chaleur spécifique, on aura donc ici

Dans le cas de la transformation en oxyde de carbone, il ne faudrait plus nue lk327 d’oxygène correspondant à 5k72 air atmosphérique, poids d’air, contenant lui-mèinc 4k3925 azote. Le nombre de calories développées étant alors 3937, on aurait, pour la température maximum T' du mélange gazeux,

Les résultats ci-dessus supposent que toute la masse gazeuse tend à prendre une même température, ce qui est assez d’accord avec 1 observation; mais ils ne sont point encore dégagés des autres hypothèses.

Rapprochons-nous cependant un peu plus des faits pratiques, et pour cela, remarquons que les fourneaux de l’industrie ne s’alimentent pas plus avec du carbone qu’avec de l’oxygène pur. C’est du charbon qu’on y brûle; or, le charbon de bois qu’on emploie dans les hauts fourneaux, par exemple, contient moyennement sur 1 kil., savoir, 0k.85 carbone pur, 0.12 eau et 0.03 cendres.

On voit d’abord que ce kil. de charbon y développera au plus par sa combustion complète, 0.85 X 7877.385 calories =r en nombre rond 6696 calories. C’est à peu près le nombre moyen donné par des expériences directes; il suppose que le carbone du charbon est transformé en acide carbonique.

Cette transformation exigera rigoureusement 0.85 X 1 1 •+* = 9k.724 air atmosphérique, contenant 0.85 X 2k. 655 = 2k25675 oxygène.

La combustion donnera donc lieu à la formation de 0k.850 carbone -f-2k. 25675 oxygène = 3k. 106 acide carbonique, et fournira 7k467 azote.

Mais en s’opérant, elle réduira 0k.12 eau en vapeur; ce qui exigera que cette eau, qu’on suppose à la température de 15°, reçoive, aux dépens du charbon (100 — 1 5 — j— 550) = 635 degrés de chaleur, ou absorbe 0.12 X 635 = 76.2 calories. L’effet utile du charbon se trouvera ainsi réduit à 6620 calories. Prenant 0.847 pour la chaleur spécifique de la vapeur d'eau, on aura, parles mêmes raisonnements que ci-dessus, pour la température 0 que le mélange gazeux n’atteindra pas

Que si, au lieu de fournir à un fourneau quelconque, la quantité d’air rigoureusement nécessaire pour la transformation du carbone du charbon en acide carbonique, on y laissait passer 2 fois, 3 fois, n fois cette quantité, ou 2X0-724, 3X9-724, «X9-724 air at-

mosphérique par kil. de charbon brûlé; comme la capacité de l’air pour la chaleur est environ 0.2669, il faudrait ajouter au dénominateur de la fraction ci-dessus l’un des trois termes

qui reviennent à

et les températures 02 0, 0n que les gaz n’atteindraient pas, seraient respectivement

Ces limites extrêmes 2330, 1217, 82*, fjn montrent du moins que, à partir du poids d'eau rigoureusement nécessaire pour brûler complètement un combustible, la température de mélange gazeux décroît à peu près proportionnellement aux quantités d’air introduites dans les fourneaux, et combien il est désavantageux d’y injecter de l’air en excès, lorsqu’il peut être utile que les gaz conservent une haute température.

Rayonnement des combustibles. Entre autres corrections qu’on pourrait encore faire subir aux résultats ci-dessus pour obtenir la température limite que les gaz n’atteindront pas, il en est une qui dépend du nombre de calories rayonnées. On sait en effet que le rayonnement ne contribue à peu prés en rien à l’échauffemcnt direct des gaz. Donc, si l’on connaissait le nombre de calories rayonnées par 1 kil. de charbon, il suffirait de retrancher ce nombre du numérateur des fractions ci-dessus, le reste divisé par le dénominateur actuel donnerait pour chaque cas la température du gaz avec une plus grande approximation. L’on gouvernerait les calculs d’une manière analogue à ce qu’on a vu ci-dessus, pour tout autre combustible que le charbon de bois, cl après la correction duc au rayonnement, les résultats ne resteraient plus entachés que des erreurs provenant des autres hypothèses. Or, on trouvera plus bas la quantité de calories rayonnées par la combustion de 1 kil. de chaque espèce de combustibles. On y verra qu'elle est environ le j de sa puissance calorifique totale, la correction est donc assez simple pour que je n’aie point à m’y arrêter.

Faute d’avoir tenu compte des effets du rayonnement, on est souvent tombé dans des erreurs dont il est peut-être utile que je donne un exemple.

On a affirmé, par exemple, que les cheminées communes n’utilisaient que le millième environ de l’effet possible du combustible, se basant sur ce que la combustion de 12 kil. de houille dans un de ces appareils n’avait élevé que de 2». 5 la température d’une chambre ayant une capacité de 100 mètres cubes. Ce n’est là évidemment qu’une partie de la chaleur développée par le combustible; il fallait y ajouter toute la chaleur rayonnée par la cheminée dans l’intérieur de la chambre, qui ne contribue que pour une très faible parta réchauffement des gaz, mais qui, reçue, absorbée par des corps solides ou liquides, puis mesurée, aurait donné un tout autre résultat que celui qu’on a obtenu.

Observation. — On émettra ici, mais avec réserve, un doute sur la constance du rapport entre la chaleur dispersée par le rayonnement et la chaleur totale développée.

En fait, d’après M. Peclet, le charbon de bois et la houille dissiperaient par rayonnement environ le } de la chaleur totale.

On se demande si ce rapport est constant, s’il resterait le même

pour un mémo combustible de quelque manière que la combustion s’opérât. Uu kil. de charbon, par exemple, émettra-t-il par rayonnement le tiers de sa puissance calorifique, soit dans le cas où sa combustion aurait lieu lentement dans l’air, soit dans le cas où cette combustion serait activée par une forte machine soufflante? On ne le pense pas, et l’examen des appareils de l’industrie semble ne point confirmer la constance des rapports donnés. Pour nq^iter que des exemples vulgaires, il a été trouvé par MM. Fouriervl Thénard que l'appareil Lemare, où la combustion est très lente, utilisait les jj de la chaleur totale. Or, par sa forme, par la disposition du foyer, il parait très probable que la chaleur utilisée est presque entièrement de la chaleur rayonnée. Dans l’appareil de M. Cabrol, au contraire, où la houille brûle rapidement sous l’action d’une forte machine souillante, M. Thibaud a trouvé que les ^ de la chaleur totale, c'est-à-dire à peu près toute la chaleur développable, était emportée par les gaz, et par conséquent la chaleur rayonnée presque nulle.

Sans multiplier ces exemples, qui suffisent pour appeler l’attention des ingénieurs, on demande

1° Si les puissances calorifiques totales des différents combustibles ne varieraient pas entre certaines limites probablement resserrées, mais dépendantes de la manière dont leur combustion s’opérera ;

2® Si les chiffres donnés ci-dessous pour chacun d’eux ne se rapportent pas à la seule manière dont la combustion s’est opérée dans les expériences qui les ont fournis;

3° On remarque que, dans le cas où la puissance calorifique totale d’un même combustible resterait constante de quelque manière que la combustion s’opérât, il faudrait admettre comme une conséquence nécessaire la loi suivante :

La quantité de chaleur rayonnée B par un combustible est complémentaire de la quantité de chaleur enlevée par les gaz G, de telle sorte que, celle-ci diminuant, la première augmente d’une quantité précisément égale, leur somme R-j-G ne pouvant jamais dépasser la puissance calorifique totale C du combustible, ni lui être inférieure,

Il resterait à déterminer quelle quantité de chaleur sera, suivant les différents modes de combustion, enlevée par les gaz. Il y a là toute une série d’expériences à entreprendre; je me contente de diriger l’attention des ingénieurs instruits sur un terrain où il me parait que les maîtres de la science ont laissé beaucoup à glaner.

Essais des combustibles.

1° Par la litharge, M. llerthier a proposé d'employer, pour déterminer la puissance calorifique des combustibles, le procédé suivant connu sous la dénomination d’essat par la litharge.