CHAP. IV. — GHA0DIÈEES A TAPEUR

predphent : tantôt les inolëcules solides s^agrégent entre elles de manière à former seulement une espèce de boue peu résistante, tantôt elles s'attachent aux parob des chaudières et forment alors des incrustations plus ou moins dures qui assez souyent font feu sous le marteau. Dans quelques chaudières mal soignées on a tu ces incrustations anÎTcr à plusieurs centimètres d'épaisseur, et former ainsi une yéritable chaudière de pierre dans la chaudière métallique. Alors la chaleur passe mal, la chaudière est insuflBsante pour son service, on force le feu, le métal rougit, et s'il arrive que l'incrustation se fendille et se détache, l'eau se trouve encore 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 nit^eau ou d'une incrus-' tation. C'est la cause d'explosion la plus redoutable.

D y a cependant une seconde cause d'explosion, c'est la sur» chauffe '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 l'usure, de l'oxydation, etc.

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

Le thermomètre^ en indiquant la température , apprend aussi queHe 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 286. Pour cette raison, on l'appelle quelquefois thermo-manomètre. D faut avoir soin de ne pas exposer directement le réservoir du thermomètre au contact de l'eau ou de la vapeur, qui corrodent le cristal à une température élevée. On le place dans un tube fermé qui lui communique sa chaleur.

Le manomètre fait connaître directement la pression de la vapeiff. On emploie deux sortes de manomètres , le manomètre h air libre et le manomètre à air comprimé.

3S8 LIVRE IL — CHÀLfiim. — nEXlâNS f ABariE.

■aBoviètre A aiv Ubve. — Cet a|vpueU est ceprésenké daw les figures 6 et 7 (Pl, 12). La vapeu» arrive sur le meroaie de la cuvette a, ou plutôt elle agit sur la colomne d'esa 4]m leaiplit la cuvette et le tube de oomBURÛeaûon; son effort fait monter le mercure dans le tube de fer & (Fig* 6). Aindesatis ds ce tube est une poulie très-mobile c , sur laquelle paase un fil portant d'un coté un flotteur de fer /*, qak vepose smr le mercure, et de Tautre un contre-poids /?, un peu mob» pesant ipie le flotteur. Lorsque le mercure inonte^ il pcnnse le flotteor et le contre-poids descend; lorsqu'au contraire le meccave des*cend, le contre-poids monte, parce que le flotteur, en partie dégagé du mercure, devient assez lomtA pour remxaîner. Avec un tube. vertical &, de 1, 2, 3 ou 4 fois 76 eentîmètres de liauteiir, on peut dope mesurer 1,, 2, 3 ou 4 ataM>sphères. Ces nombres s'écrivent sur T échelle du coaire-poîds , comme Tiadique la figure ; seulement dans cette graduation il fimit tenir compte de la [hauteur verticale de la colonne d'eau , qui par dle-méme pèse sur le mercure de la cuvette. Cet appareil a quelques inconvénients; pour que le flotteur joue bien, il faufc employer un tube très-large et par conséqu^it une grande masse de mercure qui coûte cher. Au lieu d'un tube de fer on peut employer un tube de verre; alors il n'est plus besoin m de poulie ni de flotteur, on lit la pression sur le tube kô-méme; mms les tubes de verre sont fragiles, et s'ils nont pas une certaine largeur le mercure les crasse promptement.

Le manomètre à air libre le plus usuel est -eekii qui est représenté dans la figure 7 ; il est moins sensible que le précédeot; mais lorsqu'il s'agit de pression de 5 ou 6 ataueplières, il n'y a ici nul besoin d'en connaître la valeur à 1 œtttînaètve près, c'est-à-dire à ^^ ou à ^ de leur valeur. U se compose dua tube de fer à deux branches bcb% dont la. loKgueiff est égale i autant de fois 76 centimètres qu'il y a d'adcnosphères dans la pression maximum que l'on veut mesurer. A la branche ^, qui est un peu plus longue que T autre, s'adapte une» cuvette de fente d destinée à recevoir de l'eau; à labranGhe'6' s'svdapte un tube de verre d qui est le tube indicateur des pressien»; sa section estquatre ou cinq fois plus grande que la section du tube de fer. Cetappareil s'enterre dans le soLy de manière que le haut de la braoehe i soit à peu près au niveau de l'eau dans la chaudière, et aiunoyeo du tube à robinet r, qui tient à la cuvette a, il se met en oom*

QBàr» IV. —MAMOMËTMS À AIR UBRS» njfl(

munication soit avec la yapeur, soit avec Teau elleMiiéat. Le tube efj qui part du sommet de rindicateiu*, est destiné à conduire dans le réservoir' ouvert g le mercure qui, en cas d^excès de pression, pourrait être projeté au ddiors de* l'indicateur»

Pour gradwr ce manomètre, on vene d'aiMMrd du mercure par la cuvette a, de manière à remplir tout le tube de fer et 1a partie inférieure du tube de verre, jusqu'à* la ligne de mveatt nn. Alors, si la brandie b du tube de fer est d'un calîlire bien • uniforme, ainsi que le tube de verre, il suffit de connaître le rapport ^ de la section du second, par rapport à celle du pr^ mier, pour écrire la graduation. En effet, supposons que là cuvette a soit mise en communication avec un réservoir d'eai^ sur lequel s'exerce, au moyen d'un fluide élastique, une prea* si(m d'un nombre p d'atmosphèfes ; sc»t h la hauteur constante du niveau du réservoir au-dessus de la ligne nn' ; le mercure va descendre au-dessous de n dans la branche i, et monter avt» dessus de /i' dans le tube indicateur d\ soit z la hauteur en œatimètres dont ii s'élève ici; puisque la section de l'indicateur est s fois cella 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 i, eu sus de la pression atmosphérique qui pèse sur Tindicateur lui-même; si l'on eh retranche la pression de l'eau, on aura évidemment celle du fluide élastique qui agit dans le réservoir sur la siurface du liquide. Or, la colonne d'eau avait primitiTement une hauteur h au-dessus de la ligne de niveau rm' \ de plus, elle estf descendue comme le mercure de sz au-dessous de cette ligne; sa hauteur totale est donc h-^sz. Il faut la tran^ormer en colonne de mercure , et pour cela la diviser par la densité d du mercure par rapport à l'eau, ce qui donne

'SZ-

peur k ppetsion du fluide élastique en sus de la pression atmo<» sphéri^ie. Mais cette pression que nous avons i^présentée par/» atmosphères n'est que de /» «^ 1 atmosphères an-deseus de la pression atmosphérique.; en la muttipliauit par 76 , on la traufr* forme en cenumètres de mercure, et l'on a enfin

ya LIVRE II. — CHALEUR. — PREMIÈRE PARTIE,

d'où. Ton tire

h et d étant connus, il suffira de fldre dans cette formule/? = 1, |> 49 49 ^^M ponr avoir , à partir de n% le nombre des centimètres vis-à-vis lesquels il faudra écrire sur Téchelle 1 atmosphère, 1 ï, 1 ïj 1 |j etc.

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

Au lieu d'employer cette graduation théorique ^ dont il est difficile d'avoir les éléments exacts, il est en général plus sur d'avoir recours à une graduation pratique ^ à laquelle, on arrive de la manière suivante : on se sert d'une pompe foulante, donc le tube de refoulement est mis en communication, d'une part, avec la cuvette a du manomètre à graduer, et de l'autre avec tm bon manomètre à air libre et à tube de cKstal ; en faisant agir la pompe, les deux manomètres montent ensemble, et l'oB rapporte sur le premier les pi*essions 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.

HaBomètre A idlr eomprfmé. — • Ce manomètre est représenté dans la figure 10 ; il se compose d'un tube droit de cristal t, 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 ce cylindre. La vapeur, ou plutôt l'eau de la chaudière , pénètre par le robinet r ; elle passe autour du godet de verre, et vient exercer sa pression sur le mercure, pour le fidre monter dans le tube en comprimant Tair qui s'y trouve. Ces appareils peuvent aussi être gradués pratiquement et théoriquement : dans le premier cas , on procède conune nous venons de le dire pour le manomètre à air libre; dans le second cas , il est nécessaire de choish* des tubes d'un diamètre intérieur bien égal; alors le volume de l'air est proportionnel à la longfueur qa'il occupe -dans le tube. En supposant, par exemple, que le