CKAP. IV. — CHAUDIÈRES A VAPEUR

cameaux de chauffe de la paroi latérale (Fig. 2). Lorsqu'on rétablirait le niveau par une alimentation plus active , les parois surchauffées pourraient donner instantanément une trop grande masse de vapeur.

Enfin, lorsque Teau se vaporise , les sels qu'elle contient se précipitent : tantôt les molécules solides s'agrègent entre elles de manière à former seulement une espèce de boue peu résistante, tantôt elles s'attachent aux parois des chaudières et elles forment des incrustations aussi dures que de la pierre. Dans quelques chaudières mal soignées on a vu ces incrustations arriver à plusieurs centimètres d'épaisseur, et former ainsi une véritable chaudière de pierre dans la chaudière métallique. Alors la chaleur passe mal , la chaudière est insuffisante pour son service, on force le feu, le métal rougit, et s'il arrive que Vincnistation se fendille et se détache, l'eau se trouve encoi*e en contact avec une surface surchauffée, et l'explosion est imminente.

La surchauffe accidentelle des parois est donc fort à craindre dans les chaudières à vapeur, soit qu'elle résulte d'une mauvaise circulation d'eau, d'un abaissement du niçeau ou d'une incrus^ tation. C'est la cause d'explosion la plus redoutable.

n y a cependant une seconde cause d'explosion, c'est la /lerchauffe générale^ ou celle qui résulte d'un accroissement lent et progressif de température dans toute la masse du liquide, lorsque le feu est trop actif ou lorsqu'il se forme plus de vapeur qu'il ne s'en dépense. Alors il y a bientôt partout un excès de pression, auquel peuvent céder les parties faibles de la chaudière , soit que leur faiblesse résulte d'un vice de construction ou d'ajustement, soit qu'elle résulte de Tusure, de l'oxydation, etc.

165. Appareils de sûreté. — Le thermomètre, le manomètre et la soupape de sûreté sont les moyens de sûreté que l'on oppose à la seconde cause d'explosion.

Le thermomètre^ en indiquant la température, apprend aussi quelle est la tension de la vapeur, parce que, sur l'échelle des degrés , on écrit en même temps les pressions en atmosphères, conformément au tableau de la page 290. Pour cette raison, on l'appelle quelquefois thermo^manomètre. Il faut avoir soin de ne pas exposer directement le réservoir du thermomètre au con» tact de l'eau ou de la vapeur, qui corrodent le cristal aune teni« I. M

S3S LIVRE a. — - CHALEUR. — PREMIÈRE PARTIE.

pératu» élevée. On le place dans un tube fermé qui kit munique 5a dialeur.

Le manomètre £ait connaître diiectooieni la pression de la vapeur. On emploie deux sortes de manomètres, le manomètre à air libre et le manomètre à air comprimé.

MAMMMétre 4 air libre. — Cet appareil est représenté dans les figures 6 et 7 (Pl. 11). La Tapeur arrive sur le mercure de la cuvette a, ou plntot elle agit sur la colinme d'eau quiremplit la cuvette et le tube de communicatîon ; son effort fait monter le mercure dans le tube de fer b (Fig. 6). Au-dessus de ce tube est une poulie trèsHuobile c, sur laquelle passe un fil portant d'un coté un flotteur de fer f^ qui repose sur le merourCi et de l'autre un contre-poids /i, un peu moins pesant que le flotteur. Lorsque le mercure monte, il pousse le flotteur et le contre-poids descend; lorsqu'au contraire le mercure desoend^ le contre-poids monte, parce que le flotteur, en partie dégagé du mercure, devient assez lourd pour l'entraîner. Avec un tube vertical &, de 1 , 2, 3 ou 4 fais 76 centimètres de hauteuTi on peut donc mesurer 1 , 2 , 3 ou 4 atmosphères. Ces nombres s'écrivent siur l'échelle du contre-poids, comme l'indique k figure ; seulement dans cette graduation il £iut tenir compte de la hautetu' verticale de la colonne d'eau, qui par elle-ménie pèse sur le max^ure de la cuvette. Cet aj^areil a quelques inconvénients; pour que le flotteur joue bien, il faut employer un tnbe très-large et par conséquent une grande niasse de meiv Gure qui coûte cher. Au lieu d'un tube de fer on peut employer un tube de veire ; alors il n'est plus besoin ni de pcHilie ni de fioftteuri on lit la pression sur le tube kû-méme; mais les tubes de verre sont fragiles, et s'ils n'ont pas une certaine largeur le anercure les crasse pxmipteroent.

Le manomètre à air libre le plus usuel est celui qui est représenté dans la figure 7 ; il est jdoîus sensible que le précédent^ mais lorsqu'il s'<^ de pieasion de 5 4m £ afaosphères, il n'y a ici nul besoin d'en ocMiiiaître la valeur, à t centimètre près, c'est-^-dîre à ^ on à ^ de teur yJLemt. VL se compose d'un laube de fer à éemL brandies bd)'^ dont la longoevr est «gale k autant de Ibis 74 centiaMtces qa'il y a d'atmo^^ièpes ikns la pression maximmm que Tém veut mesw. A la branche i^ qm est tta peu plus longue que l'aulne, s'adi^ «me cuvette de bnÊea

CBAP. lY. — ItANOMÈTRE A AIR LIBRE. 3^9

destinée à recevoir de l'eau; à la branche V s^adapte tùtnbe de Terre d qui est le tube indicateur des pressions ; sa section est quatre ou cinq fois plus grande que la section du tube de fer. Cet appa* reil s^enterre dans le sol , de manière que le haut de la branche b soit à peu près au niyeau de Teau dans la chaudière, et au moyen du tube à robinet t , qui tient à la cuvette a , il se met en communication soit avec la vapeur, soit avec Teau elle-même. Le tube ef^ qui part du sommet de Tindicateur, est destiné à conduire dans le réservoir ouvert g le mercure qui , en cas d'excès de pression, pourrait être projeté au dehors de l'indicateur.

Pour graduer ce manomètre, on verse d'abord du mercure par la cuvette a , de manière à remplir tout le tube de fer et la partie inférieure du tube de verre , jusqu'à la ligne de niveau nn\ Alors , si la branche b du tube de fer est d'un calibre bien uniforme, ainsi que le tube de verre, il suffit de connaître le rapport s de la section du second , par rapport à celle du premier, pour écrire la graduation. En effet, supposons que la cuvette a soit mise en commimication avec un réservoir d'eau sur lequel s'exerce , au moyen d'un fluide élastique , une pression d'un nombre p d'atmosphères ; soit h la hauteur constante du niveau du réservoir au-dessus de la ligne nrî ; le mercure va descendre au-dessous de n dans la branche b , et monter audessus de n' dans le tube indicateur d\ soit z la hauteur eu centimètres dont il s'élève ici ; puisque la section de l'indicateur est s fois celle du tube de fer, il sera descendu de sz dans le tube de fer; la différence des niveaux de mercure est donc z-^sz] cette différence exprime la pression qui s'exerce sur le sommet de la colonne de mercure dans le tube b. en sus de la pression atmosphérique qui pèse sur l'indicateur lui-même; si l'on en retranche la pression de l'eau, on aura évidemment celle du fluide élastique qui agit dans le réservoir sur la surface du liquide. Or, la colonne d'eau avait primitivement ime hauteur h au-dessus de la ligne de niveau nn' ; de plus , elle est descendue comme le mercure de sz au-dessous de cette ligne ; sa hauteur totale est donc h+sz. Il faut la transformer en colonne de mercure , et pour cela la diviser par la densité d du mercure par rapport à l'eau , ce qui donne

hA-sz

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pour la inression du fluide élastique en sus de la pression atmosphérique. Mais cette pression que nous avons représentée par/> atmosphères n'est que de p — 1 atmosphères au-dessus de la • pression atmosphérique ; en la multipliant par 76 , on la transforme en centimètres de mercure , et Ton a enfin

. ^ + ,^(^) = (;,l)76, d'où Ton tire

h et d étant connus, il suffira de faire dans cette formule /7 = 1, |, |, ^5 etc., pour avoir, à partir de /i', le nombre des centimètres vis-à-vis lesquels il faudra écrire sur Téchelle 1 atmosphère , 1 { , 1 I > 1 f î etc.

On voit qu'en mettant, connue nous l'avons indiqué, la ligne de niveau nn! à la hauteur du niveau de l'eau dans la chaudière, on a A= 0, et la formule se simplifie. Les valeurs de z deviennent proportionnelles aux pressions.

Au Ueu d'employer cette graduation théorique y dont il est difficile d'avoir les éléments exacts , il est en général plus sûr d'avoir recours à une graduation pratique , à laquelle on arrive de la manière suivante : on se sert d'une pompe foulante , dont le tube de refoulement est mis en communication, d'une part, avec la cuvette a du manomètre à gi^aduer, et de l'autre avec un bon manomètre à air libre et à tube de cristal ; en faisant agir la pompe, les deux manomètres montent ensemble, et l'on rappoite sur le premier les pressions indiquées par le second.

Ces appareils sont exécutés avec soin par M. Desbordes, comme tout ce qui tient aux moyens de sûreté des chaudières à vapeur.

Manomètre 4 air eomprimé. — Ce manomètre est représenté dans la figure 10 ; il se compose d'un tube droit de cristal /, fermé à son extrémité supérieure , et plongeant par son extrémité inférieure dans un petit godet de verre ç , rempli de mercure : ce godet repose dans un cylindre de bronze plus large que lui , et le tube de verre est solidement fixé à la partie supérieure de œ cylindre. La vapeur, ou plutôt l'eau de la chau-