II
04 Af:RAGE.
stitué par une roiiCt munie d'aubes planes ou courbes, donl la rotation imprime à Fair une vitesse sufûsante pour le rejeter dans une enceinte où la pression se maintient plus élevée qu*en amoiil (le Tappareil.
Cette action est le plus souvent réalisée de la façon suivante. Les palettes, par suite de leur inclinaison et de la force centrifuge, entraînent les molécules et leur communiquent un mouvement <lont les trajectoires s'écartent de l'axe de la roue. Comme on a d'ailleurs ouvert, au cxîntre de Tune des joues de cette dernière, un orilîce central appelé ouïeC)^ il se produit, dans Fespacc voisin de celte ouverture, une dépression, (ît Tair de cette région se précipite à rintérieur du ventilateur, d'où il se trouve successivcmenl expulsé par le mouvement de Tappareit. On obtient ainsi un courant continu.
IciiiN, BuU. wiM., 2', Xni, 670. el Transacl. A'£/, 1881. — Sous- commission des ventilateurs de la Commission prussienne du {grisou, Bull, min., 3*, HI, .5. — Rateaa. ItuU. wii/i., 3% IV, 10*23. — Rossigneux, Bull, min., 3», IV, 733. — Mortier, BuU. min.. r»% V, 935. — Râteau, Considérations sur les turbo-niacliines et particuliéi'emoin «»:r kM ventilateui-s. Bull, min., 3% VI, 47. — CRM. 1890, 200, Râteau; 2«8. îlurgue; 257. linteau; 1890, il, Murgiic: 1892, 40, Râteau. — Annale» du Conseroaloire, Ih \^^ Till, Morin; 1869, de la Golonge, Ti'esca. — Mémoires de la Société des ingénieurs civils, 1878, Ser. — Comptes rendus, XCVIII, 783, Ser ; 12 octobre 1891, Râteau. r.f^nie civil, XXYÏÏI, 294, Rryan Dorchin ; XXX, r)5, Jaypz. — Bev. unir. d. m., i". ^l- 107, Glépiu; 2», VIII, 280, llabets ; 2-, XXI, 99, ficnrotlè ; 2% XXIÏ, 564, Murguc; 5-. II. r.5. llenrotte; XX, 133; XXIII, 171, llanarte; XXVII, 37, Habets. — Hanarte, Us vt^n tilateurs. Mém. de la Soc. des ïng. civils de France, con^*ès de 1896, p. 100. — Bin». llulUtin de la Société industrielle de Mulhouse^ 1847. — Annales des travaux publia de helgifjue, XL, Brabant. — Allbans, An\veiuliin(? der Gesetze der Welterbewejçun? auf Veutilatonmtersuchungen, Zeiischrifl BHS, XXXII, 174. — Zeitschrift BHS, XXXni 241; XXXV, 227. 200. — CE«^err. Zeit., 1882, J. )Icyer; 1887, 47, von llaucr. - Eijkricnces sur les ventilateurs des mines, CoHiery Guardian, 14 juin eî 25 août 1W5. - VtMitilatcurs à force centrifuge, Colliery Guardian, 13 septembre 1895. — Engineering. 1892. 1" sem., 303. 366, 511. — Trans. Americ. m /;i.. juin-octobre 1891,637.
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(•) Parfois on dispose des ouïes sor les deux faces.
Dans les ventilateurs aspirants, qui constituent la grande majorité^ Touîe est mise en communication avec Tintérieur de ta mine. Pour les appareils soufDanls, elle se trouve au contraire à Tair libre, landis que Tautre orifice du ventilateur reste en relation avec lc3 travaux. )
Le rayon de Touïe approche en général de la moitié du rayon extérieur de la couronne tournante. Il varie du tiers aux deux tiers (le ce dernier.
f S05 — Pour augmenter la puissance de dépression de ces appareils, on a la ressource de les disposer en série« en les faisant iirer run sur Vautre.
L'ouïe de chacun d'eux communique alors avec le débouché du précédent (').
Jusqu'ici ce principe 1res important n'a été appliqué dans les mines qu'en superposant Taclioii de deux ventilateurs seulement (fig.
759). En doublant ainsi la dépression, on augmente le volume dans le rapport de 1 à v^2 (éq. 13, p. 520), c'està-dire de 40 7o environ. L'air arrive par les galeries A, P dans Tappareil C. De là, il se rend par les passages D, P], F dans le second, G. Si, au contraire, on ferme la porte d'acrage P', en ouvrant la cheminée D, on marche avec le seul ventilateur C. Si, de même, on ferme P et P', en ouvrant la porte P", on fonctionnera avec G seulement.
Cette disposition est précieuse pour obtenir, à un moment donné,, un coup de collier dans la ventilation. Loreque l'on possède sur un même puits deux appareils, dont un de secours, il est [bon de les*
Fig. 759. — Ventilateurs tirant l'uo sur Tautre,
0) ?A, AllemaçM, S02, — Hané, Hev. univ, d. m., 2-, UI, 7r4. — Demanet, Qmr» (l'exploitation des minet de houille, II, 2(.0.
596 AÉRAGI:;.
installer de manière à pouvoir, en cas de nécessité, les associci ainsi en série.
Ce groupement n'est cependant pas à recommander en principe pour la marche normale (').
Quant à la réunion de deux ventilateurs semblables associés en quantité, ce qui revient à doubler l'orifice de passage de l'un d'eux. il est rare que l'on ait à en retirer des effets utiles. Il est, en tous cas, difficile de régler alors ces organes de manière qu'ils tirent tous deux régulièrement.
11^06 — Théorie générale. — La théorie des ventilateurs dynamiques repose sur un certain nombre d'hypothèses, qui ne se vérifient que d'une manière approximative dans la réalité. Elle ne saurait donc permettre de prévoir avec exactitude les différentes circonstances du fonctionnement de tel ou tel appareil. Elle conduit pourtant à des formules qui rendent de grands services pour l'étude des ventilateurs, mais qui doivent être affectées de certains coefficients, avant de s'appliquer aux cas de la pratique.
La première de ces conventions suppose que Taîr, dans son parcours à travers le ventilateur, conserve une densité constante correspondant à sa pression moyenne, et que Ton peut par conséquent raisonner sur lui comme sur un liquide incompressible.
Nous admettrons en outre que ce fluide, se trouvant d'abord sensiblement en repos à l'intérieur de la mine, aux environs de rouie (*), arrive sans chocs jusque dans les canaux formés par le> aubes; que, pendant leur parcours à travers ces derniers, tous les filets se meuvent suivant la môme loi; et qu'enfin les molécub sont amenées, toujours sans frottements, jusqu'au point où elles se
{*) Supposons, en elfct, qu'on fasse ainsi tirer Tun sur l'autre deui ventilateurs identiques; leur groupe équivaudra à un seul appareil d'oriûce de passage plus réduit que chacun d'eiu séparément. l*our conserver de bons rendements (>'" 1210 et p. C06, note 1). on sera donc amené, si le système adopté ne comporte pas un orifice relativement l^rand, à conjuguer deux ventilateurs de dimensions plus considérables que si l'onn'afait prévu qu'un seul appareil. Il importe de remaniuer en revanche qu'un ventilateur iuii<iuc nécessiterait, pour obtenir la même dépression motrice, une vitesse angulaire beaucoup plus élevée [Râteau, Bull, min., ô", YI, 158. — Althans, Bull, min., 3*, UI, 28).
(*) Pour lixer le langage, nous continuons à supposer qu'il s'agit d'un ventilateur assurant. Mais l'exposé qui suit s'applique également aux appareils soufflants.
l'otrouvent en repos à la pression atmosphérique. Nous indiquerons, au cours des explications qui vont suivre, comment on cherche à se rapproi'her, dans la pratique, de ces diverses conditions.
fZOl — Appelons d'après cela }\ la vitesse absolue avec laquelle
Tair arrive à l'entrée d'une auW;
î/., la vitesse d entraînement de la
niue, tangentielle au cercle de
rotation (fig. 760); et u\ la vitesse relative du courant par
rapport à Tappareil, laquelle,
composée avec i/^i donne pour
ivîiultante la vitesse absolue v^.
Désignons de même par r, w et tv
les vitesses correspondantes des molécules à la sortie de la couronne tournante. Soient enfin 6^ ol 0 les angles que forment entre elles, d'une part les vitesses u^ et ir„, de l'autre u et w.
Puisque l'air est supposé entrer >ans choc dans l'aube et en sortir (le même, w^ et w sont tangentes au profil de cette dernière. Par suite 0^ représente l'angle que fait, avec la circonférence de rotalion, l'intersection du premier élément de l'aube par le plan de u^ et i\; et 8 répond, en ce qui concerne le dernier élément, à une définition semblable ('). Pour établir la formule fondamentale, nous suivrons par la
Kip. 7(i().
'•' u condition imposée à Tair d'entrer sans choc entre les aubes détermine la valeur à donner à liangle \y étant donnée la vitesse de rotation normale dii vpnlilateur.
En effet, appelons a (fiç. 760^ l'anjrle de t'^ avec la circonférence de rotation, qui «l^nd de la façon dont sera guidé le courant avant son entrée dans la couronne lonrnante. Désignons en outre par r^ et r les rayons des circonférences de rotation en Su et M ; par q le volume d'air débité par seconde ; par /q la largeur des ailes en Mq,
598 AÉRAG£
pensée le mouvement de Tunité de volume d'air (*) depuis rinlérieiir de la mine, aux environs de Touïe, jusqu'à l'atmosphère extérieure: et nous appliquerons le théorème des forces vives, en premier lieu h son mouvement absolu entre l'intérieur de la mine et son arrivée en M^; en second lieu, à son mouvement relatif Ae M^ en M, ; et enfin à son mouvement absolu depuis M, jusqu'à l'endroit où il se trouve en repos, à la pression atmosphérique.
Dans la première phase, l'air part de l'immobilité, d'après une de nos hypothèses primitives, pour atteindre la vitesse v^. La masse
de Tunité de volume ayant pour valeur -» le premier membre de
l'équation sera -^- Si nous appelons t; la dépression depuis le point
de départ jusqu'à l'entrée des aubes, le travail s'obtiendra (NMI42i en multipliant cette dépression par le volume, qui est ici égal à
l'unité. On aura donc, en divisant par ^ :
xs
Pour appliquer le théorème des forces vives au mouvemenl relatif de M„ en M, il faut adjoindre aux forces réelles la force ccn-
c>st-à-dii*e leur dimension perpendiculaire au plan de Mq et r„; on établit facilcmpui les trois égalités :
sni 0„ t'o ^ r
En portant dans la première équation les valeurs de Uq et r© déduites des deux dernières, il vient :
cotanf^ % = cotang a —^ — •
En général, comme nous le verrons plus loin, on admet que « =90"; ce qui doune simplement :
coUmg %=i ^-^^ •
\\ s'ensuit que % est alors supérieur à un angle droit.
{') Le raisonnement se fait d'une manière plus immédiate sur un volume infinilêsiinal, mais connue la valeur de ce derniei', qui se trouve pai'tout en factcm* commun, disparaît du c;ilcul, nous opérerons pour plus de simplicité sur un mètre cabe dii-eclement.
trifuge, suivant les règles que fournit à cet égard la dynamique des mouvements relatifs (*). Le premier membre de l'égalité sera
4-(ir* — îi;')- Dans le second, nous introduirons d'abord le travail
(le la dépression t/, en désignant par ce symbole la différence des pressions en M et M^^. Puis nous y ajouterons le travail de la force
centrifuge, laquelle a pour valeur— w'p, si (i> marque la vitesse
;mgulairc, et p le rayon variable à chaque instant. La projection sur la force du chemin parcouru esl d'après cela dp, le travail élémen-
taire — u>V'?» et son intégrale s~ «»>'(''' — ^o*)' ^"> ^' ^^^ \'eu\^
J Jr
;p(tt* — î/^*). On obtient ainsi comme seconde équation, eu divisant encoi-e par -^ :
(2) ly» — iV = -^ Y,' -f- M* — Mo*.
Enfin, dans la dernière phase, la vitesse finale est nulle; si don<* <-m désigne par y," la différence des pressions aux extrémités de celte Iroisième partie du trajet, on aura :
A ces trois égalités, nous adjoindrons les deux suivantes, que fournit la trigonométrie dans les deux triangles servant à la composilion des forces en M^ et en M :
( *) î'o' == Wo' -^ «*'o' -I- 2 «0^0 ces \ ,
(o) ii« z= M* -h u;' H- 2 um ces 0.
Additionnons maintenant ces cinq relations membre à membre,
(' Hatoa de la GoupiUiére, Vmuvb de machines, I, 51.
«UîO AÉRAGE.
après avoir changé tous les signes de la quatrième; nous oblien- (Irons après réductions :
0 = -^ (Yj -I- 7j' -I- Yj") H- M* -h uw COS 0 I/p' W^W'o CÙ^%,
En ce qui concerne les dépressions, nous remarquerons que la somme algébrique r, -h 7/ -h r" exprime la différence qui existe entre les pressions extrêmes du trajet total que nous avons suivi par la pensée. Ce sera donc — II, si H désigne la valeur absolue de la dépression due à l'aspiration produite par le ventilateur, laquelle constitue l'inconnue principale de la question. L egalilè précédente nous donne ainsi finalement :
(6) - — ^ u{u-\- w ces 0) — Wo [u^ -4- Wo COS %)>
Telle est Téquation théorique fondamentale (*)» qui relie la dêprev sion aux conditions de marche de lappareil et à ses dimensions l'i.
IIS08 — Rendement inanomêtriqne. — On simplilie souvent cette relation par la suppression de son dernier terme. En etîei t/o H- iL\ cos 9^, qui ixîprésente la projection de v^ sur w^, est en général nul. On pourrait, il est vrai, disposer avant Tenlnfedes
f *) En mettant lequatioii sous cotle forme, et t\\ remarquant que les binômes «itr»pnnMitlièses représentent les projections, a et a^, des vitesses v et r^. sur «!!>? Uentraînenient u et u^, M. Râteau l'a réduite à la formule livs simple :
Ol'
(Bull, mm., 5-. VI. 108. — Comptes rendus, 12 octobre 1801).
{*) Il est facile, en effet, de remplacer dans cette formule Wq et ir par leur valeur fa fonction des dimensions de l'appareil et du débit q. En reprenant les notations de I' note 7 de la pape 597, on a :
Wo =
'itïr^/o sinôy
Si / dt'signe la largeur des ailes à la sortie, il vient de môme :
2 r^rl sin b
VE.\'TILATEURS. 601
aubes un distributeur fixe guidant le mouvement de Tair et impriinant à sa vitesse i\ une direction convenablement choisie, de manière à accroiti^e H en rendant ce dernier terme négatif. Mais un tel organe, qui est employé dans les turbines, ne serait pas à recommander pour les ventilateurs, en raison des frottements qu'il entraine. On se contente donc de disposer les abords de la couronne tournante, de manière que les filets fluides aient leurs trajectoires comprises dans des plans passant par Taxe de rotation ; v^ est alors perpendiculaire à w^, et la formule (6) se réduit à :
(7) Il =r — (m« -f- uw cos 6),
Ou voit ainsi que II augmente à mesure que 6 diminue ('). Théo* riquement, on pourrait aller jusqu'à 6 = 0. Mais outre que, h cette limite abstraite, la section d'écoulement s'annulerait complètement, on peut penser que, déjà pour des valeurs notablement su|)érieures, les résistances passives développées par cette forme de la courbure auraient entravé cet accroissement. Il paraît cependant y avoir avantage, au point de vue de la dépression obtenue, a prendre pour H un angle aigu. C'est la disposition qui a été adoptée dans les ventilateurs Farcot, Ser, Râteau, etc.
Inversement on a construit, autrefois surtout, beaucoup d'appareils dans lesquels 6 était un angle obtus. La raison d'être de cette disposition était de diminuer la vitesse absolue de sortie v, cumme nous le dirons plus loin, en parlant du rendement mécanique des ventilateurs (N* 1212)^. Mais elle était défavorable à l'égard de la dépression.
M. Murgue, dont les recherches ont beaucoup avancé les questions qui nous occupent, envisage comme type l'angle droit,
qui a été adopté par exemple dans le ventilateur Guibal, et auquel
'' Ce fait est rais encore mieux en évicionce si l'on remplace w par sa valeur !pa^ 600, note 2), On constate alors que le terme «tr cos 8 est en réalité propor-
lionnel à
langO
correspond line dépression spéciale xiJ — (*) : il y compare la df-
pression pratique h èffeclivement obtenue par un ventilateur quelconque, avec la même vitesse à la jante. Le rapport de ces dcu\ dépressions constitue le rendimient manotnétrique k du ventilateur considéré (*). On a ainsi :
(8) h=:kn —
Il^09 — Cette dépression h est celle que fournit la lecture du manomètre; elle représente la différence de tension entre l'air -extérieur et celui de la mine, au voisinage de l'ouïe. Elle est inft^ rieure à la raréfaction théorique H, parce que les hypothèses que nous avons faites pour calculer celte dernière ne se trou\"ent pas complètement réalisées dans la pratique. La principale cause de cette perte sur la dépression résulte des frottements que l'air subit à la traversée du ventilateur, contrairement à ce que nous avons supposé. Oa peut donc se représenter par la pensée, qu'en dehors de la dépression pratiquement obtenue h, l'appareil en realise une supplémentaire h\ nécessaire pour que le courant le franchisse malgré les résistances offertes à son passage, ot direclemenl absorbée par ces dernières. L'action déprimante du mécanisme , produit en somme une chute de pression égale à li-hh\ Nous pouvons, comme nous l'avons fait précédemment, comparer ce total
M* à la dépression-type de M. Murgue x;^— »et poser :
(*) Si l'onadnicr. pour cr la valeur 1,2 (éq. 12, page 519), ceUe dépression sfièchk devient égaie à 0,13 u*.
(*) Ce «ippoit peut être représenté par un nombre supérieur à l'uttité, car on voii
par la formule (7) que, pour 6 = 0 et tv=u, II pourrait atteindi-e la valeur—-— t"
réalité, sauf de livs rares exceptions, on trouve toujours des chiffres plus petits q«ie I- Nous verrous, en passant en revue les divers systèmes de ventilateurs, quels soiii les rendements ordinaires des principaux d'entre eux.
VE?iTILATELRS. 605
Le coefficient k\ qui ciprime le rapport de ces deux degrés de vide, peut être appelé le pouvoir déprimant du ventilateur considéré.
La dépression A', définie ci-dessus, est déterminée par Torifice de passa^j^e ol de Tappareilau moyen de la formule (11, page 519) :
En même temps, ce débit 7 s'écoule à travers la mine, représentée par son orifice équivalent a, sous rinfluence de la dépression h, <l'après la relation analogue :
(10) q = {^Ma^^lg!^
On déduit de ces deux égalités :
I/équalion (9) donne par suite :
(12) h = r- rr
Oïl conclut de cette dernière formule que, pour une mine et un ventilateur donnés^ la dépression est proportionnelle a%i carré de la 9^ites»eà la jante.
-1121 0 — Les égalités (8) et (12) permettent d'écrire :
En ce qui concerne un môme appareil, fonctionnant sur divers orifices équivalents, le rendement manométrique devrait donc théori- <]ncment être maximum, cl égal à k\ pour r/ = 0, puis décroître
constamment à mesure que a augmente. Il en serait alors de même de la dépression. Mais, en réalité, ce coefticient va en croissant depuis a = 0]usqu^à une certaine valeur (*) qui correspond à un orifice équivalent déterminé, après quoi il diminue d'une maniw <*ontinue (').
La courbe suivant laquelle varie ainsi le rendement manomt'trique est caractéristique de chaque appareil, et ne peut èliip construite qu'à Taide d'expériences directes. Pour qu'un lyjx? donné soit avantageux, il faut qu'il se prête à une assez large variation de rorifice équivalent, sans réduction notable du rendemenl manométrique. Cet orifice se modifie en eflet d'une époque à Taiiliv dans une môme mine, d'après le parcours imposé aux couranis d'air, lotenduc des travaux, etc.
Pour certains appareils, tels que les ventilateurs Cuibal. on établit quelquefois un vannage, qui ouvre plus ou moins le débouché de Tair au sein de l'atmosphère, de manière à corriger ccUt* influence des variations de a- sur le rendement manométrique. On comprend que l'on puisse ainsi agir sur a de façon à conserver H une valeur constante. Mais on a reproché à ce système d engendrer une perte de force vive importante, en étranglant le conduit de sortie Q. Nous renconlrjcrons dans le ventilateur Harzé une disposition analogue, mais plus rationnelle.
{*) C'est celtfi valeur que l'on indique en général, lorsque l'on cîle san? autre «plicntion le rendement manométrique d'un ventilateur. Pour un même type d'nppareil. 1** maximum correspond h un orifice équivalent d'autant plus large que les dimension du ventilateur sont plus grandes.
(*) Ce fait résulte des variations subies par l'orificiî de passage a pour des valeur» de a voisines de zéro. En effet, tant qu'on ne laisse arriver dans un ventilateur en mouvement que des quantités d'air tr«^s petites, les frottements s'y cimipliflwï'' d'importants remous et tourbillonnements, jusqu'à ce que l'écoulement cntiv les aol>«*^ puisse avoir lieu à gueule-bée. Rappelons d'ailleurs que, d'apivs l'équation .11 •' fj?h'=:aVi. Si l'on suppose « = 0, le ventilateur tirant sur une galerie fermée. ood«"i avoir aM'==0. Or h' n'est pas nuFà ce moment, car il se produit dans l'appareil d»^ tourbillons. Il faut donc que a s'annule en môme temps que a. L'orifice a augmi'iii'* ensuite avec a, puis conserve, à partir d'une ceiHaine granieiu* de ce dernier èlcraeni. une valeur sensiblement constante.
(^) Sauvage, Annales, \)*, V, 465.
VL^iTILATEL'RS. 60o
IlStt — Les égalités (9) et (10) donnent pour le débit -
q = 0,65 v^ au
ou encore :
(15) « = ft
Le coefficient de proportionnalité :
ronstiloe le pouvoir débitant du ventilateur. Il dépend du rendement manométriqûe, car il est égal au produit de ce dernier par lorilice équivalent a. On voit, d'après (13), que plus lepouvoir débitant d'un appareil sera considérable, avec une valeur donnée de a, moins la vitesse à la janle devra être élevée pour obtenir le débit désiré. On pourra donc, à égalité de la vitesse angulaire de rotalion, se contenter d'un ventilateur de rayon moindre, et par suite moins coûteux et moins volumineux (').
i21!S — Rendement mécanique, — En dehors du rendement manométrique, un second élément sert à caractériser chaque type de ventilateur : c'est son rendement mécanique» Il est égal au rapport du travail utilisé au travail dépensé sur l'arbre moteur ('). Le premier est représenté par le produit du débit ç et de la dépression pratiquement obtenue A. Le second se mesure au moyen d'une expérience directe. Théoriquement il comprend, outre le travail utile qhy celui des résistances passives provoquées par le frottement
(•) Râteau, hùlL *»m., 3», VI, 89.
('; On considère aussi le rendement mécanique totale c'est-à-dii-e le rapport du Inufail utilisé au travail indiqué de la machine motrice. \\ est égal au rendement /iropre du ventilateur, multiplié par celui du moteur.
006 AËRAGE.
de Tarbrc sur ses supports, ainsi que le travail perdu par suite de^ frottements et tourbillonnements de Tair, pendant la traversée cl à la sortie de l'appareil (').
On augmentera le rendement mécanique en réduisant ces derniers. Nous avons déjà dit (N** 1208) comment on cherchait à diminuer les frottements entre les aubes, et notamment à l'entrée de la (couronne tournante, en attribuant à 0^ une valeur convenablemenl déterminée.
On s'efforce en outre de ralentir autant que possible le Inollv^ ment de Tair, avant de l'abandonner dans l'atmosphère. Toute la force vive que l'appareil a communiquée aux molécules fluides sera ainsi utilisée pour la production de la dépression, c'est-à-dire du travail utile. C'est le rôle auquel sont destinés les organes fixo. dits amortisseurs ou diffuseurs, qui entourent la roue des ventilateurs (*). Ils peuvent se rattacher à deux types principaux, qui sont simplifiés ou combinés dans chaque système d'appareil. Le premier se compose de deux disques symétriques, le plus souvent légèrement divergents, qui guident entre eux le courant à sa sortie de la couronne tournante; l'air s'échappe alors dans Tatmosphère sur toute la circonférence du ventilateur. Le second est constitué par une volute^ dont la section, circulaire ou rectangulaire, va en croissant dans le sens du mouvement, et qui après avoir fait le tour de la couronne, se prolonge par une cheminée également évasée (').
Lorsque le ventilateur n'est entouré d'aucun amortisseur, ft rejette l'air directement dans l'atmosphère sur toute sa circonfé-
(*) En faisant abstraction du travail perdu par les frottements de rarfore, qoi ni ^'êiiéral est relativement faible, l'expression du rendement mécanique se réduit à
-7-^ — r.' c'est-à-dire . , .; qui est égal (N"1209) à •,. Ce rendement augmente
donc avec -• I^ Commission prussienne du grisou a recommandé, pour ce rapport, !» a
valeur 2. H est indispensable en tous cas qu'il soit supérieur à 1.
(«) Râteau, BuU. min., 3«. YI, 117.
('•) On a reproché à certains amortisseurs d'avoir un trop grand développement <îe telle sorte qu'une grande partie de la force vive de l'air y est perdue en froll«n^nt>. et non utilisée pour produire une dépression (Bull, min., 3", Ul, 68. — Ret. «»»>.<<» m., 5-, XXIII, 193).
VENTILATEIRS.
i-cnce, il importe de réduire la vitesse absolue de sortie v par une disposition convenable des aubes. Le moyen généralement employé consiste à donner à l'angle 9 (fig. 760) une valeur comprise entre \)i) et 180 degrés. On diminue ainsi la résultante v des deux vitesses u et m». Mais, comme nous Tavons vu, on réduit en même temps la dépression h (N° 1208), ainsi que le rendement manométrique. Inversement, en inclinant les ailes en avant, dans les appareils dépourvus d'un bon amortisseur, on augmente v, et Ton alTaiblit par suite le rendement mécanique (*).
1213 — Ce dernier coefficient se modifie avec l'orifice équivalent. On sait qu'il en est de môme du rendement manométrique r-,
(V 1210), et du pouvoir débitant ^ > Les variations de ces trois éléments peuvent être traduites par des courbes caraciëristiques
Fig*. 761. — lloiirhes raraeU'i'istiques d'un ventilateur.
'Ii;r. 761), propres à peindre aux yeux l'adaptation plus ou moins parfaite aux différentes mines d'un ventilateur de type et de dimensions donnés. On construit cette figure représentative en portant en abscisses la valeur de rorifice équivalent a, et en élevant en ordonnées, soit le rendement mécanique, soit le rendement manométrique, soit le pouvoir débitant. D'après la théorie, les courbes
l'i Râteau. Bull, min., 3*, VI, 145.
608 ÂÉRÂGË.
relatives à ces deux derniers coefficients devraient satisfaire aux équations indiquées précédemment :
et :
Maïs en fait (N^ 1210), elles s'écartent plus ou moins de m formes théoriques (*).
Il suffit de jeter les yeux sur la figure 761 pour comprendre combien il est utile, au point de vue des rendements, que lappareilsoil bien approprié à la mine qu'il doit aérer.
Lorsqu'il s'agit de choisir un ventilateur, l'exameii des courLcs caractéristiques des divers types d'appareils ne doit pas être négligé: toutefois il convient aussi de tenir compte, dans cette étude, des conditions du programme à remplir, qui est caractérisé en somme |)ar le débit à obtenir et par l'orifice équivalent de l'exploitation. C^i surtout lorsque Ton aura besoin d'une dépression élevée, par exemple pour les mines étroites (*), qu'il deviendra indis|)ensablede rechercher un grand pouvoir manométrique. On pourra idéaliser alors la dépression voulue (Éq. 8, p. 602), sans donner à la vitesse « une valeur exagérée. Mais, en dehors de cette circonstance, on devra principalement s'attacher à ce que le rendement mécanique soit bon pour l'orifice équivalent de la mine; sauf à compenser un faible abaissement du rendement manométrique par une légère
(*) Les courbes caractéristiques du rendement manométrique et du pouvoir débitant ont ravBntage d'être indépendantes do la vitesse à I» jante u. Au contraire, le rendement mécanique, pour une mi^me valeur de a, tend à augmenter avec la vitesse. 3iu> cet accroissement est surtout sensible pour les appai^ils lourds, dont les résistances pVopres sont relativement importantes (Râteau, Bull, miti., 5», VI, 87).
Oii donne souvent ali^si les courbes des dépressions et des débits obtenus par uo appareil. Il est indispensable d'indiquer alors pour quelle vitesse circonféreolielie elles ont été établies.
(«) D'après la formule i4, p. 520.
augmentation de vitesse. Le rendement mécanique est en effet la qualité fondamentale dont dépend la marche économique de l'appareil.
1214 — Avant-projet de ventilateur dynamique. — Il nous reste à indiquer comment on jettera les premières bases d'un projet de ventilateur dynamique, ou déprimogène. Nous le supposerons, pour fixer les idées, aspirant et muni d'une seule ouïe.
Les données dont on dispose sont : 1^ le volume d'air q à faire passer par seconde dans la mine, évalué à la pression barométrique du lieu, et à la température ordinaire de l'atmosphère des travaux; 2"" Forifice équivalent a de la mine; S"" le rendement manométrique kf correspondant à cet élément, autant qu'on peut le connaître pour le système de ventilateur qui aura été adopté. On se donne également le rayon extérieur r de la couronne tournante. On î^era le plus souvent guidé, dans le choix du type de l'appareil et de son diamètre, par l'examen des courbes caractéristiques correspondantes, par les résultats obtenus sur des appareils existants, ou par les quelques raisons que nous aurons l'occasion de discuter dans le cours des descriptions qui vont suivre. Nous devons toutefois reconnaître qu'il règne dans cette décision beaucoup d'arbitraire, d'après les préférences personnelles de l'ingénieur, ou les habitudes de la région.
On calcule d'abord la dépression par la formule (14, p. 520) :
Comme elle est d'ailleurs reliée à la vitesse u par Téquation (8) :
h = kn — »
on en déduit la vitesse à la jante par seconde .
u = 2.86 yj^
