L.DBCHABBON

par m. g.

de grilles

en cheTEUX

en kil. de Ttpoor

produite

diqtoDible

Le rendement calorifique, pour la chaudière de la RésoluCj a été constamment en diminuant^ quand Tactivité du tirage allait en augmentant,

tandis qu'il était resté à peu près constant dans les expériences d'Indret. Cotte différence ne peut être attribuée qu*à la disposition des chaudières et à la conduite de la chauffe: Pour comparer les deux systèmes de tirage, par jets de vapeur et jets d*air, il faut considère r les dépenses de vapeur correspondant à une même intensité de combustion, ce qui donne 319 kilogrammes, avec la vapeur et 125 kilogrammes avec l'air, pour les combustions de 200 kilogrammes environ. Le jet de vapeur consommerait ainsi 2,6 fois plus de travail ou de vapeur.

Le résultat obtenu dans les essais du Fulminant en 1881, combustion de 134,65 kilogrammes de charbon pour un travail de 1<'»»,45 de la machine soufflante, par mètre carré de grilles, a concordé avec les expériences de la Résolue.

Dans la comparaison de l'effet des jets d'air et des jets de vapeur, il ne faut pas perdre de vue que l'emploi de la vapeur exige une dépense de charbon, qui double à peu près la consommation, pour réparation de la perte d'eau douce.

On a essayé de traiter, par le calcul, Taction des jets d'air et de va-

\ peur pour activer le tirage, en appliquant à la

^- colonne gazeuse le principe de la conservation

■•-^ir:^^ Sv du mouvement du centre de gravité :

Fig. 29

qui suppose constamment nulle la somme des projections des forces extérieures, pressions et résistances, sur l'axe des vitesses considérées.

Dans ces conditions, soit m la masse d'air lancée à la vitesse V par une buse de section s, et soit M la masse d'air totale lancée ou entraînée^ sortant à la vitesse v par un canal de section S; si la vitesse initiale de l'air entraîné est niidle, on aura :

Or on a :

M:rS52?,etm = «5V,

S et S^ étant les densités des gaz passant en S et en $ ; de là :

(6) sat;« = «8,vv

Si l'on appelle H la pression produisant la vitesse V, et h celle qui produirait V et qui serait ici le tirage, la formule précédente peut s'écrire :

(6) 8hh = s^iR

M. de Mailpeou, dans des expériences faites sur la BièvrCy en lançant dans la cheminée des jets d'air, de section s variable, et de pression II

constante et égale à 274 millimètres d'eau, a trouvé, entre SA et ^H, un rapport constant, mais très différent de l'unité, savoir :

Ces calculs sont évidemment sans valeur théorique; ils sont tout au plus propres à faire comprendre l'influence du rapport des densités S et 8, et celle du rapport des vitesses V et v, sur le rendement mécanique d'une soufflerie.

Supposons maintenant que l'on dispose d'un travail moteur constant T, avec lequel on comprime l'air des jets à des pressions variables ; on aura :

(8) îÇ' = T;

supposons de plus que l'on veuille choisir V, de manière à rendre maximum la quantité de mouvement abandonnée par les jets, et égale à,

m(V— v) = m\ — mv = mY — mV^.

2T Remplaçons wiV par — ; l'expression précédente devient

En différentiant par rapport à V, on voit que le maximum cherché correspond à la condition

ou, en écartant la solution V = oo , à la condition

Une valeur de V aussi faible exigerait des diamètres de buses et de conduits d'air comprimé tout à fait exagérés ; l'expérience indique, du reste, qu'il faut donner à V des valeurs assez fortes, supérieures à celles que l'on peut obtenir avec un simple ventilateur. On obtient des rendements mécaniques convenables avec des ventilateurs doubles, ou, mieux encore, avec des machines soufflantes, à des pressions que j'avais estimées autrefois à 1 mètre d'eau environ, et qu'il appartient à l'expérience de déterminer exactement.

39. — Ventilateurs centrifuges dans la cheminée. — L'avantage considérable, qui existe au point de vue du service, à agir uniquement dans la cheminée pour activer le tirage, sans rien changer à la chambre

de chauffe et aux conditions ordinaires du travail des chauffeurs, fut mal apprécié en 1876. L'emploi des jets d'air fut rejeté pour le Sfax^ où les chaudières ne devaient cependant brûler que 140 kilogrammes par mètre carré de grilles et ne brûlèrent même jamais plus de 116 kilogrammes de charbon. La faveur accordée au tirage forcé en chambre close, à la suite du succès des premiers torpilleurs de M. Thornycroft, fut longtemps exclusive. Il fallut une expérience prolongée, pour établir que ce système ne peut pas être appliqué aux grands navires munis de chaudières tubulaires, avec toute Tintensité qui constitue sa vaJeur, et que, réduit aux limites permises, il ne paie plus pour la gène quMl introduit dans le service. On tend à revenir aux chambres de chauffe ouvertes, ce qui ramène après vingt ans, aux moyens moins énergiques, mais plus pratiques, pour lesquels on a trouvé le nom nouveau de tirage induit.

En attendant le retour possible aux jets d'air, on emploie surtout le ventilateur centrifuge, placé à la base de la cheminée et aspirant dans les boites à fumée. Cette disposition, déjà proposée autrefois par Stevens, fut sérieusement essayée en 1876, sur le La Bourdonnais, par M. de Maupeou qui ne connaissait pas les études de Stevens.

M. de Maupeou essaya simultanément, sur la Bièvrcy le ventilateur et les jets d'air comprimé ; il compara les deux systèmes, en mesurant le travail par mètre carré de griUes nécessaire dans chacun d'eux, pour obtenir une même dépression dans la cheminée ; il trouva les résultats inscrits plus loin, au tableau de la page 88, d'après lesquels les jets d'air ont consommé moins de travail sur la Bièvre que sur la Résolue^ à dépression égale produite.

Moins économiques que le ventilateur, pour les dépressions de 15 millimètres et au-dessus, les jets d'air ontl'avantage au-dessous de 15 millimètres, d'après les expériences de la Bièvre. Il est probable que le ventilateur prend une supériorité marquée sur les jets, à tous les tirages, quand on lance de l'air comprimé à des pressions élevées, à une ou plusieurs atmosphères, comme on Ta fait récemment pour diminuer le poids et l'encombrement de la machine soufflante. Dans ces conditions, en effet, le tirage par les jets d'air s'est montré très coûteux, sur le Léger, le Lévrier, et divers bâtiments munis de chaudières Belleville.

Dans des expériences sur le La Bourdonnais, M. de Maupeou vérifia l'inefficacité des ventilateurs à hélice placés dans la cheminée. Enfin il essaya le tirage par refoulement en chambre close qu'il trouva supérieur, comme économie, aux systèmes par succion de la cheminée.

40. — Tirage forcé en chambre close. Application aux torpilleurs. — Le système de tirage forcé en chambre close, ou, comme on dit usuel-

lement, en vase closj consiste à faire refouler par un ventilateur dans la chambre des chaudières, qui a été hermétiquement fermée et qui ne laisse à Fair refoulé d'autre issue que les grilles avec les conduits de flamme et de fumée qui y font suite. Déjà essayé par Stevens en 1846, appliqué un peu plus tard par une compagnie hollandaise de navigation de rivière, adopté par M. Isherwood sur ses canonnières, ce système a été définitivement introduit dans la marine par M. Thomycroft, lors de Tinvention des torpilleurs.

Pour la puissance qu'il s'agit de tirer des chaudières de torpilleurs, il faut des tirages bien autres que ceux des expériences de la Résolue qui n'ont jamais dépassé 17 à 18 millimètres d'eau pour des combustions atteignant au plus 200 kilogrammes. Dès le début, M. Thornycroft visa aux résultats des locomotives, qui brûlent 800, 900 et jusqu'à 1100 kilogrammes de charbon par mètre carré de grilles avec des tirages pouvant s'élever à 250 millimètres d'eau. Adoptant une chaudière de modèle analogue, il refoula l'air, avec son ventilateur, à des pressions qui atteignirent 175 et même 200 millimètres d'eau. Il y avait là un excès évident. Le système du vase clos ne possède, en rien, la propriété précieuse du tirage par émission des locomotives combiné avec l'effet de la vitesse du train sur l'entrée d'air dans le cendrier, qui se moule sur le fonctionnement de la machine principale, et fournit la vapeur à proportion de ce qui se consomme. Le défaut de hauteur ne permettait pas non plus, sur les torpilleurs, l'adoption des foyers profonds et des épaisseurs de combustible en rapport avec les tirages puissants des locomotives. L'ouragan, qui balayait la couche trop mince de charbon, refroidissait la flamme et emportait, au lieu d'escarbilles, des morceaux de charbon incandescents. Plus le courant d'air était violent, plus on avait la satisfaction d'enfourner le charbon sans compter; mais on a dû souvent dépasser le tirage limite correspondant au maximum de vaporisation. 11 reste peu de données sur le travail des ventilateurs à cette époque ; on parait avoir atteint et même dépassé 20 chevaux indiqués, par mètre carré de grilles .

La réaction contre le surmenage des chaudières de torpilleurs a été lente à se produire. On a brûlé encore 600 kilogrammes de charbon par heure et mètre carré de grilles sur le Téméraire^ 637 kilogrammes sur le Défiy 752 kilogrammes sur Y Alarme^ avec des consommations atteignant 2S1 par cheval, presque la consommation des machines sans condensation des locomotives. Le chiffre excessif de la consommation était, du reste, le moindre inconvénient de ces allures désordonnées; le principal était dans les avaries fréquentes en marche, surtout au joint des tubes et des plaques de tète, et dans l'usure rapide résultant de la fatigue

de tout l'appareil. Enfin, le recrutement des chauffeurs de la flotte ne fournit pas d'hommes capables de conduire la chauffe, avec les chargements répétés qu^exigent de semblables combustions. La modération s*est donc imposée. Sur les 15 torpilleurs de 53 tonneaux, munis de chaudières genre locomotives, essayés en 1890-91, on n*a pas dépassé la combustion de 350 kilogrammes par heure, avec des pressions atteignant encore jusqu'à 150 millimètres; sur les six de ces torpilleurs fournis par M. Normand, la combustion maximum aux essais est restée comprise entre 306 et 260 kilogrammes, avec des pressions d'air de 100 millimètres au plus. Dans ces conditions, la combustion de charbon par cheval n'a plus été que de 1 kilogramme et parfois de 0^,9; le travail des ventilateurs était d'environ 12 chevaux par mètre carré de grilles. La combustion de 350 kilogrammes est la limite adoptée sur les nouveaux torpilleurs munis de chaudières tubuleuses système Du Temple ou analogues; cette combustion, en tenant la couche de charbon plus mince qu'autrefois, est obtenue avec des pressions d'air inférieures ou peu supérieures à 50 millimètres, sauf pour le Forban^ sur lequel on est revenu aux pressions supérieures à 100 millimètres.

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^,., ^. Essai à 14 nœuds . .

PUbustier. 4 t^„te vitesse.