CHEMINÉES

205. Mouvement de Vair chavd dans un tuyau verticaL Négligeant les frottements de Tair contre les parois du tuyau, si Ton considère la couche d'air chaud qui sort du tuyau, elle est pressée de haut en bas par la pression atmosphérique comptée à partir du haut du tuyau, et de bas en haut par la pression atmosphérique comptée à partir du bas

CBSMlMteS. 577

da tuyau, diminuée du poids de la colonne verticale d^air chaud contenue dans le tuyau; elle est donc en définitive sollicitée de bas en haut par la différence de poids de deux colonnes égales à la hauteur verticale H du tuyau. Tune d'air froid et Tautre d'air chaud; or cette différence est évidemment égale au poids d'une colonne d'air chaud égale à la diktation de H, c'est-à-dire d'une colonne égale à

^1+7/^ ^^ ^ ^^ P*^ Ha(r-0; (262) on a donc

V == s/^gBa(t'-^t). (212)

H baaiear Tertlcale du tuyau daos lequel drculo l'air chaud ;

a = 0.00367 ooeffideut de diUUtlon de Vair (S64) ;

V température moyeune de Tair daoa le tuyau, et que nous suppoteroni conilaote

sur toute la longueur du tuyau; / température de l'air extérieur ; t;Tite88e arec laquelle Tair chaud s'écoule par l'orifice supérieur du tuyau.

100 parties d'air contenant 79 d'azote et 21 d'oxygène, comme le volume de l'acide carbonique est égal au volume de l'oxygène qui Ta formé , et que les densités de Tazote et de l'acide carbonique sont respectivement 0,972 et 1,52A, la densité de l'air entièrement brûlé est ^^^^ 0,972x79-fl,52Ax21 ^ ^ Supposant que dans nos foyers

la moitié de l'air échappe à la combustion , 11 en résulte que la densité des gaz qui s'échappent dans la cheminée est ^ — = 1,04/i, densité qui diffère trop peu de celle de l'air, qui est 1 , pour qu'on ne puisse les supposer égales, et prendre pour vitesse ascensionnelle de la fumée dans les cheminées, celle fournie par la formule précédente.

Le frottement contre les parois du tuyau ou de la cheminée est considérable, et en admettant que les gaz phauds se comportent comme les gaz froids (213), on peut poser, pour un tuyau vertical,

P=iBa(f^ij prewlon qui produit l'écoulement du gas au bas du tuyau, Mâmée par une colonne d'air chaud ; c'est la pression nécessaire pour yalncre les frottements du gai dans le tuyau et produire Féeoulement de ce gaz (P est repré« sente par H au n** 243).

p= — pression qui prodoit la yitesse effectiye v, ayec laqnélie le gas sort du tuyau; ^g *

p est aussi estimé en air chaud (p est représenté par A au n* S43] ; p — p perte de pression ascensionnelle due au frottement;

D diamètre du tuyau , ou côté du canal si la secUon est carrées cela est indiflèront, TU que le rapport de la section au périmètre est le môme pour le cercle que

378 DBUXitaB PAUTIE.

fiour leetrré cirooMorU, «^ que le ffoiiarnsBi e$i praporUoBMl au çmImif de la section el en raiaon ioTerie de celle aeciioD; nf coeflBcient coostant pour une même nature de cheminte, et qui esl é§al , d'aprèi M. Péclei,

à 0.01 S7 pour les cheminées en poterie ; i 0.005 pour les eheminèes en tôle ; i 0.0095 pour Im ctoninéet en fonlc} et à 0.00S5 pour toutes les cheminées Upisséei de suie.

Dans cette formule v est la vitesse à rextrémité de la conduite, au lieu d'être la vitesse moyeune (213) ; du reste, dans le cas des cheminées, ces deux vitesses peuvent être considérées comme étant égales (luand leur différence dépend seulement de la variation de pression , mais non d'un échauffiemaDt dii^ct des gax*

Si le canal était incliné ou faisait des circuits, on aurait , en négli* géant Tlnfluence des coudes, ce que Ton peut généralement faire dUns ce cas (n* 2i3, page 2&7),

^ = Ua (l'—t), H étant la hauteur rertioale du canal; L dételoppemenl total du c»nal.

Si Tair circulait froid dans une portion de la conduite et chaud dans l'autre, la perte de force asceosionnedle se composerait de la perte dans chaque portion de la conduite, et on aurait

p=Ha (t'—O* H ^^^l 1* hauteur verticale de la partie L" de la conduite ^ L' développement du circuit d'air froid;

L" développement du oircuit d'air chaud ;

t>'*=T: t liesse de l'air froid dans la partie L' de la conduite; S est le rapport de la

densité de l'air froid à celle de l'air cbiod; comme la partie de P — /) correspondant à L' serait exprimée en air fToid , on la convertit en air chaud en

multipliant par o ; c'est pourquoi on a simplement remplacé v'^ par -r- dans

le premier terme du second membre de l'équalion précédente. Si le diamètre de là eoiidiiite d'air fMd, au Han ifp\n n, élai4 d, m «urui

Supposant le diamètve de la eondulte constant sur toute sa longueur, la formule précédente devient

CUKTllilf. 378

Remplaçant, dans les formalos précédentes (a), (6) et (c), p par sa valeur ^ , elles donnent respectivement :

^.r^rô^ 4r"âiPD

M. Péclet a reconnu par expérience que la formule (6') ie vérifiait d*une manière satlaftdmite.

Pour une cheminée verticale rétrécie à aa partie supérieure, la formule (a) devient , en remarquant que la résistance due au frottement est prop(Hrtiomielle au carré de la vitesse, et par conséquent en raison inverse du carré de la section.

d'où Ton tire, en ftdsant p=î z- ,

s leeUoii de U chemlaée)

M section de rorifioe d'écoolement;

k ooeffident de la dépente (SIS).

Si on suppose - très-grand, on pourra négliger ^'^g^k^ près da DS*, et la formule précédente donnera

c'estrà-diro que le ftottement sera nul , et la vitene de sortie par Torîfice sera égale à la vitesse théorique. On obtient à peu près la vitesse maxima, quand le diamètre de la cheminée est égal à 2 ou 3 fois celui de rorifice; au-dessus de cette limite, la vitesse n'augmente plus que d'une manière presque insensible*

Pour une cheminée rétrécie à la partie supérieure et Mnueuse^ la formule {b') devient, d'après les considérations qui ont servi à établir la formule (a'O»

et la formule (cO,

380 DSUXifcn PAKTIB.

a^pos»

VS' + ign-à'k*(j +L"y

Cheminée réirécie à la partie inférieure. D'après les expériences de M. Péclet, une cheminée circulaire en fonte de 17 mètres de hauteur, et de 0",03i/|( de section ou de 0"^20 de diamètre, ayant fonctionné d*abord tout ouverte , et ensuite fermée successivement à la partie inférieure par des plaques portant des orifices circulaires de 0*,11, C^OôS et 0",02?5 de diamètre, les vitesses v observées ont été respectivement 4",73 . 2-,8A . 1".70 et 0-,81-

Dans ces expériences la vitesse théorique v = \/2^Ha(<'— 0, due à la colonne d'air chaud, était iOVA> et la résistance P— p, due au frottement, 0,21 v^

De ces mêmes expériences, il résulte que, pour une même cheminée, la vitesse dans le rétrécissement inférieur est d'autant plus grande que le diamètre de ce rétrécissement est plus petit Dans la dernière des expériences qui viennent d'être citées, la section de la cheminée était 0*%031à, et ceUede l'orifice circulaire d'entrée, 0"*%0006, d'où il résulte que la vitesse de la fumée dans la cheminée ayant été 0*,81 , dans

l'orifice inférieur elle était ^^^^.f;?^^^ = 42-,39, c'est-4-dire à peu

0,vUvv

près égale à U fois celle 10*,74 , due à la colonne d'air chaud contenue dans la cheminée.

' La vitesse dans l'étranglement augmente encore quand on raccorde l'orifice avec la cheminée par une partie évasée.

On n'a pas encore donné d'expression analytique de la résistance qui résulte d'un étranglement brusque; seulement, M. Péciet a conclu de ses expériences :

4* Que dans une conduite d'air, la perte de haatenr motrice produite par un étranglement est beaucoup plus petite que la bauteur qui correspond i la dlOérenoe des Tilesses dans et après F étranglement;

2<> Que la perte réelle est un peu plus grande que la différence des bauteurs correspondant aux Tîtesses, mulUpliéepar le rapport de la surface de l'oriftce à celle du canal qui suit l'étranglement ;

3* Que le rélargissement brusque d'un canal , du moins dans une certaine étendue et dans une certaine limite, a peu d'Influence.

294. Maximum de tirage des cheminées. La vitesse effective de l'air dans une cheminée peut être mise sous la forme

OU plus simplement

GHBMIMÉSS. 581

Vf n, a, <' et t ont lat mêmet tigniflcatioDS qu'aa a* S93 ;

m et M sont det nombres constants pour une môme cheminée, mais qui Tarient suivant la nature, la ft>rme et les dimensions des cheminées.

Désignant par V le volume d'air écoulé en une seconde par une cheminée carrée dont le côté est D, on a» en conservant les mêmes annotations qu'au n* 398 »

et si Ton désigne par Q| le poids de ce volume d*air, on aura

^*-^ V M^ ^ r+5?~* '^^^ V W ^ (1 -f aiY 4 k. 3 poids d'un métré cube d'air à 0" et sous la pression 0».76 (44) ;

--; — 7, poids d'un mètre cube d'air i la température de^a cheminée (t6S). 4 -f- a*

La dernière expression de la valeur de Q^ fait voir que» pour une

valeur déterminée de H, cette dépense est maximum quand .. ^^

est maximum ; ce qui a lieu, d'après les règles du calcul différentiel, quand on a ^' = - + 2< = 273 + 2< ; ainsi, en supposant t = 0% le maximum de tirage correspond à t' =273'; si / = 12*, ce qui a lieu moyennement, le maximum de tirage correspond à ^' = 297*', soit, pour la pratique, f= 300% M. Péclet, en supposant ^=0% a dressé un tableau des valeurs de

V (TTâ?? correspondant aux différentes valeurs de t'.

De ce tableau , il résulte que quand ^ = 0* , le tirage d*une cheminée reste à peu près constant pour des valeurs de f comprises entre 250** et 300% et qu'U varie très-peu pour des valeurs de t' comprises entre 210'* et 350%

V (i + atr

Supposant <'=297* et <=12«, on ^y rp— pjî =8.1» et l'effet

maximum produit par le tirage de la cheminée peut être mis sons la forme

91196. Dimemions des cheminées et des camecmx. En appelant L' le développement du canal de fumée depuis le foyer jusqu'au pied de la cheminée, D le diamètre de ce canal, que l'on suppose être aussi celui de la cheminée , on a, d'après la formule (60, nô 298 , en conservant

SB2 DEUMfeHI PAATIS.

les mêmes annotations (|Ue dans ce numéro et en ren^laçant P par

Cette formule fait voir que la vitesse ascensjonndlle de la funôe 60t d'autant plus grande que H est plus grand; rarepient , pour les cheminées d'usines , H a moins de 12 mètrei et plus do 30 mètres.

Pour une cheminée ordinaire de chaudière à vapeur, la perte de pression due aux diflérentûi causes qui dûninaeat le tirage peet ^|re exprimée, d'après la formule (6), n* 293, par

d'où Ton tire

''^VdtÎ^^ (formulé(6'),n-2e3).

t longaeur du canal de diamètre D qal produirai i la même résisUnce que la loialilé du circuit de la fumée depuis le foyer Jnaqu'eo liaut de la chemiDéepour les chaudières à vapeur, la section des cameaux étant égale à celle dé «*««»eol«ée, U«nrtaul4einwL«(rtégiIeàUt0Ulitéd«ce«|f»Hiî

n -g. parte de presaion due au frottement d» U fteée omre les parois des emetaz de la cheminée ;

Rt;« somme des résistances dues au passage de l'air dans le foyer. D'après H. Péclcl les foyers étant bien construits et ayant un décimètre carré de surface dé grille pour \^ ou 1^.2 de houille i brûler par heuro, on a, en tenant une épaisseur de 6 à 8 oentoétree de hoiiUle siur la griUe, Ki=0,6l, et par auite

comme on a 7i'= 0,0026 pour une cheminée quelconque tapissée de sttie'(298),onadonc

V2gPD 13D + 0,06L*

Soit maintenant V le volume d'air chaud qui doit s'éeouler par la cheminée en une seconde ; on a

v QVi(i+0,00367n

Q poids du combustible i brûler par heure;

V, ▼o|o»e d'air froid nécessaire à la combustion d'un kilogramme de combus-

On a aussi , en supposant la cheminée carroo,

DÛ , eb femplaçafit « |)&r sa valeur (a).

■" Vl8D + 0»06L'

d'où Ton tire

*^- 2iP • ^^^

Dans cette équation , tout est connu à l*exception de D, dont on pourra alors tîrer la valeur. Pour y arriver, on néglige le terme 0,05L dans réquation précédente» ce qui donne

De cette nouv^e équatton on tire une première valeur de D; on la substitue dans le second memU^ de réquation (c\ de laquelle on tire une deuxième valeur de D plus exacte que la première, et qu'on peut adopter dans la pratique ; cependanti si Ton voulait plus d'exactitude encore, on placerait cette deuxième valeur de D dans le second membre de réquation (o), qui iburnirait une troisième valeur de D plus exacte encore que la deuxième , sans cependant en différer d'une manière sensible: En continuant ainsi de suite , les valeurs de D se rapprocheraient de plus en plus de la valeur satisfaisant à réquation (c).

Application. Soit à déterminer le c6té D de la section d'une cheminée carrée de 15 mètres de hauteur, le circuit total de la fumée ayant 50 mètres de développement et une section constante , et la quantité de houille brûlée par heure étant de 80 kllog»

Supposant € = 297* et ^ = 12% on a

et la vitesse théorique v^^ = i7",50.

On a Yj = I8"",i|i&, et la formule {b) donne

,, SO X 1MM1-H»,003e7xg^ ^ ^^^ ^- 86ÔÔ ^ •^•

La formule (d) donne alors

'^ = V2x9,8088xl5,62 ==^^'*^- ^*^

Substituant cette première valeur de D dans réquation (c), on a

7o,85A X 0,85A(13 x e,&2 -f 0,05 x 50) ^«^^^3. ly) V 2x9,8088x15,62 •^

DSUUtn PASTIB.

Remplaçant 0*,A2 par 0",û53 dans cette équation» on en tirerait D = 0*,/ji58, troisième valeur sensiblement égale à la deuxième.

Supposant toujours V = 297"*, ^ = 12* et le poids de houille à brûler par heure égal à 80 kilog., on trouve , en supposant constant et égal à 35 mètres Tespace que parcourt la ftimée avant d'entrer dans la cheminée , mais en faisant varier la hauteur de la cheminée» les résultats du tableau suivant

DéSiGNATlOM DBS RÉSULTATS.

HA.k)tsUk US LA CHEMIIOÈE.

Cireuiu entim de U famée

Viïeurstde 9=:Ha[f—t).

Vitesses théoriques ^igP

V 0-.854 Vitesses pratiques — =—5^-. . . .

Ripport de ces fitesses

Deuxièmes valeurs de D

SectioDS D* en dèdmétres carrés. . .

Poids de houille brûlés par heure et par

La formule (c) donne des résultats qui s^accordent bien avec les di^ mensions des cheminées des chaudières à vapeur qui donnent le plus d'elTet utile. U vaut mieux augmenter un peu les résultats donnés par cette formule que de les diminuer, on obtient un excès de tirage qu'on modère avec le registre ; mais , comme généralement la cheminée va en se rétrécissant de bas en haut, il suffit de prendre pour sa section en haut les résultats que donne la formule.

Il sera facile de modifier les résultats du tableau précédent pour la généralité des cas qui pourront se présenter d^ms la pratique, et éviter de faire les calculs qu'exigent les formules (d) et (c).

Pour une cheminée ordinaire d'appartement, l'expérience prouve qu'une section de 3 à 4 décimètres carrés est presque toujours suffisante (332).

296. Cheminées communes à 'plusieurs foyers. Lorsqu'une cheminée sert pour plusieurs foyers, on fait sa section égale à la somme des sections des cheminées de tous |es foyers en particulier; la section ainsi obtenue est un peu grande, mais l'excès de tirage qui en résulte est très-avantageux.

297. Température de Vair sortant du foyer ^ et perte de chaleur due à la température de Pair dans la cheminée,

La température de Tair portant du foyer est donnée par la formule

GHEMUrtBS.

T tenpërattire des gtz sortant da foyer ;

B puissiDce calorifique du combustible (382) ;

4 rapport approcbè de la capacité calorifique de l'eau k celle de Tair (967) ;

V volume de Tumëe ramené à 0" produit par un kilogramme de combustible (29Î) ;

la formule suppose la capacité calorifique de la fumée égale à celle de l'air; 4^.3 poids d'un métré cube d'air ou de fumée à O» (44).

La perte de chaleur due à la température que conserve Pair en arrivant à la cheminée est » pour i kilogramme de combustible ,

P perte de chaleur en unités (265);

t' température de l'air dans la cheminée ;

Des deux formules précédentes , on conclut les résultats du tableau suivant. Ces résultats supposent la température de Tair extérieur égale à 0% et la température de la fumée dans la cheminée égale à 300».

DÉSIGNATION DBS GÛHBVSTIBLSS.

PUISSANCE calorlflqae.

Bois parfaitement sec. • • , • • Bois ordinaire à 0.20 d'«au. . . .

Houille moyenne

coke à 0.15 de cendres

Tourbe complètement desséchée.

Tourbe ordinaire à 0.20 dfeau. , Charbon de bois ,

YOLDME

de sas

et de Tapeor

prodalt.

nnltée.

in.0.

TBMplStATUEE

de le famée

sortant

da foyer.

PBKTE

deobalearf

paria cheminée.

nnités.

Ce tableau fait voir que la chaleur que la fumée emporte dans la cheminée est le i Ik environ de la chaleur totale développée par le combustible.

Î98. Construction des cheminées. Quand les cheminées en briques sont basses, on peut les faire prismatiques à Tintérieur, en ne donnant un fruit qu'à leurs parements extérieurs; quand elles sont très-élevées, on leur donne une forme pyramidale à Tintérieur et à Textérieur.

L'épaisseur des grandes cheminées d'usines est ordinairement de 0",14. la largeur d'une brique , à la partie supérieure ; la pente intérieure est de O^jOlS & 0",018 par mètre, et la pente extérieure de 0*,02/i à O^fOdO. Gomme l'épaisseur de la maçonnerie va en diminuant à mesure qu'on s'élève , afin de ne pas tailler les briques , on construit la cheminée pyramidale à l'extérieur, et on rachète le fruit intérieur par des ressauts brusques de 0"»il.

S86 DEUXiËMB PARTIE.

Lorsque la température de la fumfe pe dépasse pas 300% on pout faire les cheminées en briques ordinaires reliées par un mortier de chaux et de sable fin ; le plâtre ne cjqi( é(re employé que pour (les températures inférieures à 100". Si la température delà fumée atteint 500o, le parement intérieur de la cheminée doit être en briques réfri^ctaires, surtout 4 1^ p£^rt)§ Inférieure.

Actuellement, on construit tes cbemloéaB saos écliaf^udagBfl extérieurs, qui étaient coûteux ; à mesure qu'on s'élève, on encastre dans la maçonnerie, à Tintérieur, des bames de fer eepaoées de 0",6d, Ibrmant une échelle qui sert à la oenstruetioa et aux léparations. Un bon ouvrier, servi par un manœuvre gui lui passe les briques et le mortier, élève une cheminée ordinaire en quelques semaines.

299. Tirage produit par un ventilateur. Aux bains Vîgier, la fumée, après avoir circulé autour de la cbs^udiëre , pst^sQ siiDul(anén)ent daqs douze petits tubes de 20 mètres de longueur plongés dans Teau froide qui doit servir à alimenter la chaudièps. La fumée, an sortant de ces tubes , dans lesquels elle se refroidit complètement, est fonlée dans la cheminée par un ventilateur qui a 0^,80 de diamètra et 0^,Aû de largeur; le tuyau d'écoulement a 0",20 de diamètre. Ce ventilateur, mu par un seul homme, fait /lO tours par minute, et suffit à l'appel de la fumée provenant de 0,/iâ stère de bois pelard,' pesant 17i kilogrammes, brûlés en deux heures ; ce qui fait par heure 85 kllog. qui équivalente peu près ^ 42 Ulog. de houille. Supposant que le tirage à l'air chaud absorbe ïp 1/4 de la chaleur totale développée par le combustible , up homme, dans les circonstances défavorables que nous venons de citer,

AS a donc produit relTet de -7- = 10^,6 de houille, qui correspondent à

la forpe do 2,Q chevaux-yapeur ou de il homxqes.

Dans une brasserie de Louvain, un ventilateur absorbant l'effet de 6 chevaux suffit en une heure à la combustion de 1000 kllog. de houille, dont le i/4, c'est-à-dire 250 kilog., serait absorbé par le tirage à l'air chaud; dans ce cas, 6 chevaux en remplacent done de 50 à 60.

Pour un cheval-vapeur, on brûle en 10 heures à peu près àO kilog. de houille, qui coûtent 2 fr. à Paris; un homme-vapeur pendant 10 heures

coûte donc = = 0^30 ; comme il faut 2 hommes vivants pour un travail

journalier de 10 heures, ce travail coûterait donc k fr. environ à Paris, c'est-à-dire autant que celui de 2 chevaux-vapeur, ou que 14 fois celui d*un homTue-vapeur. Gela suppose toutefois qu'on néglige l'entretien de la machine , l'intérêt des frais d'établissement et l'amortissement de CCS frais ; du reste , ces causes de dépense sont peu de chose quand la force est prise sur une machine qui commande déjà d'autres appareils.

500. Tirage produit par un jet de vapeur. On n'a pas encore fftit

un jet de vapeur qui se dégage suivant l'axe d'un tuyau ouvert ]9ftr )SP 4#m l^ts, ^ i^BluI ^l^jrbé par le pojds ffn\f ^^*ï\ p^t @§ ffiouveinent ; maig il est probable que tout le trayiOl déphasé pi^ 1» vapfiy)^ @8| Utilisé popp igiprimer le p)pi)veinçnt ^ j'air et VftiRcr^ \^. ff^ttexpei^i contre lea pf^fpis du $)}yau. i? étfmt la yite^ Ae 1^ YftP?^ ^ TP^iKin^ à\^ toyai} et v' aa vite^sp ^ )a 9prtie , le M^#y^ dép^^ par pn pei^ f fje vapeur est

Ce mode de tirage est employé dans les machines locomotives. La fumée en sortant dû foyer traverse simultanément, pour se rendre à la cheminée, de 80 & 170 tubes de O'^d/i à CjOô/i de diamètre intérieur et de 'i'^ilO & 2» 75 de longueur. Le diamètre de la cheminée varie de 0",39 à b',35, d'où il résulte que le volume d'air qui passe en une secgnde par la cheminée variant de 3,72 à 8 mètres cubes , la vitesse d'écoulement varie de US & 83 mètres par seconde, au lieu de 2 à 3 mètres qu'elle pourrait être partie simple tirage de la cheminée (29â):

D'après MM. Flachat et Petiet, en négligeant les frottements de l'air dans la cheminée , le travail produit par le jet de vapeur n'est que de ^ i/2 au 1/6 du travail total qu'il pourrait produire.

5QI, JUm^nsùms des ^iférmUes parties ^un foy^ (fig. 8§ 9t ?4f a'' dO/i). L'ouyertupe d^ cendrier doit être asspz gr^d^ poqr laisser passer l'air froid nécessaire à la cofnbi|stiQQ î plie dpjt ôjfe f^q qqiQs ég^e à la section des carreaux, et \] convient , pour ne pas brûlef de combuatîble {nutii^ipept , 4e ^ g^nir d'upe pgf te ^^^ Von f^^e pen^ dant les heures de repos (29ô>

Les barreaux des grjlles ont ordin{({re)(ppt <)e P",09 ^ Q''«024 4p^ If^*geur^ et ils sont espacés entre eux de 0",Q^ ^ 0",008; quelquefois ppttp épaisseur est réduite à 0*,015, avec toqjoqfs iJU epyirpR 4'6^()ftP^ libre. Les combiist|bl^ qui se (îiyisent sur la grille exigeai ()es ji^terT valles très-faibles entre les barreaux.

Les barreaux ei^ fer sont rectangulaires , et souvent carrés ; ceu| ef^ fonte sont plus j^fges en haut qu'en t^, afiQ qu^, malgré leur pl^ç grande hauteur, qui i^fteint de CjOS ^ 0*,ip au milieu pour 4es barreaux de 1 mètre de longueur, la grlllo ne s'encrasse pas. Les titarr^^]^ en foi^te ont un peu la forao^ d'un solide d'égale résistance (232) ; ainsi , des barreaux ayant de 0",08 è 0<°,1Q d^ hauteur au milieu p'auraient que de 0*,05 î^ 0»,06 aux extrémités, mais avec mf^ épaisseur • supérieure m\(Qxm^ H^s petites saillies latérales venues aux extrémités

38S ranxita ipàitii.

dee barreaux, ainsi qu^au milieu quand ils sont longs y en maintiennent récartement.

La surface des grilles est de 1 décimètre carré pour i kllog. ou i»S kilog. de houille à brûler par heure; cependant on va & i\5 et même à 2 kilog. sans que reffet en soit sensiblement diminué. Pour quelques grilles , cette consommation a été réduite Jusqu^à 0^,3; mais alors 0 faut que le tirage à travers la grille soit faible, comme, par exemple, sous les chaudières en plomb. D'après quelques résultats obtenus , on peut admettre que les grandes grilles sont favorables à Teffet produit par le combustible, mais il est plus difficile d*en obtenir un feu d'une intensité uniforme (307).

L'épaisseur de houille sur la grille varie de 0«,05 à 0",08 , suivant qu'elle est plus ou moins menua Pour les combustibles qui ne donnent pas de flamme, comme le coke et les houilles sèches, dont la consommation par heure varie de 0\6 à 0\lb par décimètre carré de surface de grille , répaisseur de la couche de combustible sur la grille varie de 0',20 & 0",30. Dans les locomotives, où le tirage est très-grand, chaque décimètre carré de surface de grille brûle environ â^,30 de coke par heure. Pour le bois, la surface de la grille est de 3 décimètres carrés par 10 kilog. de bois à brûler par heure.

Pour la houille, la distance entre la grille et la chaudière varie de 0^,30 à 0",35, et elle atteint 0",/iO et même 0',45 pour les grands foyers; pour la tourbe , cette distance est de 0*,50 ; pour le coke, elle est de 0",60, et pour le bois, de 0*,60 à 0",75.

Les portes de foyer ont de 0*,26 à 0",dO de hauteur, avec une largeur seulement suffisante pour pouvoir facilement charger et tisonner la grille. La distance de la porte au devant de la grille varie de 0*,30 à 0",45, suivant les dimensions du foyer.

309. Foyers fumivores. Le combustible placé sur la grille doit être complètement brûlé, c'est-à-dire transformé en acide carbonique, et cela avec le moihs d'oxygène possible. Ce résultat est très-important, tant sous le rapport de l'économie du combustible , que sous celui de la suppression de cette fumée épaisse que produit un foyer mal gouverné , et qui est çî incommode , surtout dans les grands centres de population. On conçoit alors que la recherche d'un foyer fumivore a dû occuper bien des savants et praticiens. On a essayé un grand nombre de dispositions, dont quelques-unes ont donné des résultats que l'on peut considérer, eu égard à la difficulté du problème, comme assez satisfaisants ; mais tant que l'expérience n'aurapas prononcé d'une manière définitive, que l'on n'oublie pas qu'un chauffeur intelligent, en chargeant convenablement et à propos , peut rendre à peu près fumivore un foyer ordinaire ; c'est ce qui résulte de l'instruction suivante , rédigée par le conseil d'hygiène et de salubrité du département de la Seine, et notiiîée à tous les propriétaires de chaudières à vapeur de ce département

FOTBRS. ^89

iHttruciion tur les moyens éPempécher la produeUo» de la fumée et éPen opérer la combustion,

Depais la promulgation de rordonnaoce de police du 44 novembre 1854, rendue tnr PaTii du conseil d'Hygiène publique et de Salubrité, et portant que, dans un délai de sii mois , les propriétaires d'usines où Ton Tait usage d'appareils & Tapeur, seront tenus de brûler la nimée produite par les fourneaui de ees appareils ou de les alimenter avec des combustibles qui ne donnent pas plus de fumée que le coke ou le bols, plusieurs usiniers , auxquels ladite ordonnance est applicable , se sont adressés à l'Administration pour lut demander l'indicatioa des moyens i employer afin de satisfaire à ses preseriptions. Quelques-uns d'entre eux ajoutent qu'ils ont fait , i diTorses époques, des lentatives pour brûler la ftamée et n'en ont obtenu que des résultats incomplets ou nuls. D'un autre côté , plusieurj personnes ont appelé l'attention de M. le Préfet de police sur des procédés ou appareils fûmitores pour lesquels elles sollicitaient son approbation. Les procédés ainsi Indiqués et les applications qu'on en a faites ont été l'objet de l'examen du Conseil d'Hygiène publique et de Salubrité. Les nouyelles obser- Talions qu'il a recueillies l'ont confirmé dans l'opinion qu'il est possible de prércnir, au moyen de dispositions judicieuses et de soins couTenables donnés à la conduite du foyer, l'émission de fumée par les fourneaux alimentés stoc de la houille.

L'Administration n'a point â prescrire, ni é recommander de préférence certains appareils ou procédés fUmiTOres. Elle engagerait ainsi sa responsabilité et risquerait de toucher i des intérêts priTés auxquels elle doit et veut rester étrangère. D'ailleurs, les moyens de préTcnir ou de brûler la furaéc sont nombreux et variés; Us doivent être modifiés non-seulement dans les dimensions , mais dans les parties essentielles des appareils qu'ils comportent , suivant les fourneaux auxquels on les applique. Le but de la présente instruction est donc uniquement de donner des indications générales aux propriétaires d'appareils à vapeur, qui doivent adopter, après examen et informations , le procédé qui leur paraîtra le mieux approprié au genre de foyers qu'ils emploient , et s'adresser, pour l'exécution , à un ingénieur ou constructeur de leur choix.

L'origine de la fumée est dans les produits volatils qui se dégagent abondamment de la plupart des combustibles, tels que les diverses variétés de bouille, la tourbe, le bois, lorsqu'ils sont exposés soudainement à une température élevée. Ces produits sont, en majeure partie, descarbure^ d'hydrogène, qui sont eux-mêmes très-combustibles. •■•'- » »'^-' •»*• ■;." " ., ~Aali. deux conditions sont nécessaires : 4" leur mélange avec rair en proportion ^"^^^^^ '^^^^^^ foyer 1m««5rature de ce mélange. Si ces deux

courent les P™™" «"f", " , .,. „. iénût abondant de suie ou de eu^nhiagent une décomposition dont le résultat est un ^«P^*^™" ^^^ ^^ roriflce de i. w

cules Snuesqui sont ^^^^^^ ^^^i,}^ 'ZZ^CZ^^^ de coke incandescent, minée. Lorsquel'on jette •'^^«"•«^"**v"^^^ presque en toulitô d'une

^ quantité de houille assex .^^i^.^*^^^^^ qui se trouvent

couche de tO à W cenllmètre. *'*P*\»^^^^^^^^^ ; u tempé«ture de l'inté-

en conuct avec le coke, «ibisseol "^«^^'•™^ de l'air à travers la

rieur du Ibyer baisse «uW«ement «» "J^^X^XaXc L deux conditions négrille et la charge de combustible ^^"^^J^^^^^ réalisée; aussi volt-on

Lsalres pour l'InflammaUon de. «f »»'^, *?^^^^ de l'air, dans de

des torrent, d'une Cernée opaque ^' ^^{^^^^'^^^l, an^ ouverture déiouchant telle, drconsunces, par la porte du ^^^T ^.^ ^^^^^ , parce que la lem-

dlrectementau-dessusdu chargement de bo^^^^^ ^^^^ ^^^

pérature est ln.u««mf pour »'»^«*»™ f J,*?^/^^^^ par ledéga-

390 DEltXlteB PARTIE.

tion soit complète , od agite atec un riDgtrd le mélange de houille et de eokc déposé sur la friiW» en améfte iea portIoBi de beiiiUe bob oBeore earboBiaée a« eoBkaet des fragmoDU de coke les plus chauds, la diatillatldn défient plus rapide et il y a une recrudesoence de fumée.

Les foyers dont les grilles ont asaei d'étendue pour que les charges de eomhustible ne les recouvrent qu'en partie et en ooncbe de faible épaisseur» doBnant peu de fumée, surtout si la houille y est chargée par petites quantités à la rois« et si le chauffeur a la précaution de déposer la charge sur la partie antérieure de la grille, de telle sorte que les produits gaieui de la distillation arriyent aux cameaux , en passant sur la suffaee du coke embrasé qui recouyre la partie postérieure , et laisse toujours un passage suffisant à l'entrée de l'air, La production de fumée est oonsidérablament aoenie par les dimensions trop petites des grHles , eu égard à la quantité de combustible qui doit être brûlée dans un temps donné , et par une mauTaise conduite du foyer de la part des chauffeurs qui chargent à de trop longs Interralles et par trop grandes quantités à la fois. Elle est d'aulant plus abondante , toutes choses*^ égales d'ailleurs , que l'on fkit usage de combustibles contenant* plus de parties volatiles, et, pour ne parler que de U houille y de variétés plut groMtea H pluê collaniet. Les houilles sèches de quelques mines du département du Mord et des environs de Cfaarleroy, en Belgique , ne donnent que peu de fumée, dans des foyers passablement construits et alimentés avec quelque soin. Le coke n'en donne point du tout; U ne s'écoule, par,l'oriflee de la eheminée des foyers alimentés avec ce combustible, que des gas incolores entraînant quelques cendres ou poussières extrêmement ténues.

Il n'est pas possible de décrire, dans une instruction, les nombreux appareils et procédés qui ont été imaginés dans le but de prévenir, de brûler ou de condenser la fumée. Nous ne pouvons qu'Indiquer d'une manière générale les principes sur lesquels Us reposent (4).

Tous les appareils et procédés fiamlvores connus ont pour but de réaliser les deux conditions que nous avons indiquées comme nécessaires pour opérer l'inflammation et la combustion complète^ dans le fourneau, des carbures d'hydrogène résultant de U distillalioo du combustible.

* Les uns comportent des appareils mécaniques , mis en Jeu par la machine i vapeur employée dans l'éublissement , et qui ont pour objet de distribuer le combustible sur la grille « soit d'une manière continue, soit par petites portions A U fois, i des intervalles de temps réguliers et courts. Tels sont les distributeurs mécaniques et les grilles mobiles qui sont généralement désignés ri' ^mMSTLfî^L 1 1 i i T^-T—

du combustlMa àMà mmrtJLtéj. /~""""*^ »™" «Ml smetté dans le foyer en dessous

FOYIIS. 391

durgé à pMêer dam edul qui ceotlent du oombutlible d^A ctrbooliéi quelquefoii même à tr«?erser la grille de ce foyer el le coke embrasé qui U couTre. L'air arrWanl d'aiUeura eh quaDlIté sutfisanle, soil ehlrc les barreaux de cette grille , soit, au beloio, par des otitHïaux t^^rticuliers ^ téê ptbdulls gazent éttanét dti pMttler tby«r i^ett^ flammeiit et font UrÉMa MinpMtiiliefll daHi le seeDiid«

I>'autrei procédés comporlent seulement des fooroeaux et des grillea de formes spéciales, par exemple y des grilles iocliDées et disposées en marches d'escalier, el des ouyreaux, pounrns de registres, par lesquels Tair extérieur est admis au milieu des produits gazeux de la combustien « aoit d'une iianlèn continue , soit par intenralles.

On a essayé d'ériter la ftimée au moyen d'un courant d'air forcé qu'un veotilaleur lance sous la grille, ou qui est simplement déterminé par un filet de vapeur venant de la ciMudIére, el ^Ue l'oh fait Jaillir dans l'axe d*ub tuyau cytlndhlilUé, ebveM à ses deoxexiréaiités, dont uae débouche dans l'atmosphère et l'autre dans le cendrier.

On a appliqué au chauffage des chaudières à vapeur et autres foyers Industriels , la combustion du gaz oxyde de carbone qui se dégage aboniiamment par les gueulards des hauts fourneaux à fondre les minerais, alimentés au charbon de bois ou au coke. On se procure même l'oxyde de carbone mêlé à d^éUtres produits gazeux inflammables, en traitant, dans des appareils spéciaux, des combustibles de toute nature^ et principalement ceux de qualité inférieure, tels que de» poussiers de halle à charbon, des houilles terreuses, de la tourbe, etc. Ces gaz sont amenés dans les foyers où on veut les otillser, en même lempa que de l'air atmosphérique en proportion convenable. Le mélange, une fois allumé, continue à brûler sans émission de fumée.

Enfln on a, dans quelques cas, soumis les gaz fumeux, qui émanent d'un ou de plusieurs fourneaux, i une sorte de lavage qui les dépouille des particules de charbon et des poussières dont Ils sont chargés. A cet effets on les fait passer dans nne galerie, sur une couche d'eau qui en occupe la partie inférieure. Un appareil approprié relève incessamment l'eau , pour la laisser retomber en pluie ou la lancer en gouttelettes au milieu da courant gazeux. On obtient ainsi un dépét de noir de fumée que l'on retire» de leliips à autre , de la galerie de condensation.

Il n'est aucun des procédés énumèrés ci-dessus qui n'ait été déjà appliqué pour prévenir ou supprimer la fumée ^ et qui n'ait donné des résultats satisfaisants, sous eé rappoirt) lorsqu'il a été adapté à des foyers bien disposés , conflés à des chauffeurs aitetttlfs et un peu intelligents. On a cité, il est vrai, un grand nombre d'Insuccès , mais lll sont imputables à un défaut d'harmonie entre les appareils et les foyers auxquels dll i vAi«^* i— •»*»«-»"«- A., hi«n i la négtlgenoe des chaufTeurs , des contre-mattres et propriéuires d usines, f«» " i*-* "; ' di^Jl"* ï*o« * ^«"^w ^^^ ** production

rîtrêurt^^ie au^^^^^^^^^ »ans Lse croissants de la fumée, il^tions de

mettre un terme au sauraient prévaloir contre les bons resa.»

"ûu"o;>::;rairi:a«7i^^^^^ -tenue, au moyen d'appareils iudicieu«,ment

Dans le cas «»» P*^'"^ nrévenir l'émission de la fumée ne serait applicable; C;Sr.- ;r™"«'îS^~ ^ St *- -p.... p.r .auge mmu cou.

BOS. dmimrtim des 9a» myrtarU tfw» *aM< /intrneau. La quantlW tf«lr nécesaklre ft tt coiJlbnrtlonaeBgw qui aoHent dtln haut fourneau est à peu près les ft/S de la quanUté Introduite dans le haut fourneau, et la pr^on avec laquelle il convient de l'injecter dans les gaz wt de 0- 15 à (r,16 d'eau. MM. Thomas et Laurens ont utilisé les «as des hauts fourneaux pour le chauffage des four» à puddler. «-««"««««^^ d'une cinqûafitalne de lotîtes buses concentriques fc de plus grandes ,

DEUKilEME PARTIE.

par les premières arrive Tair amené préalablement à la température de AOO* à 500"*, et à la pression de 0*,i5 à 0*^20 d'ean, et par les secondes arrivent les gaz amenés & la température de 200*' à 300* et à la pression de0",05 à 0",06;d*eau, Les buses à air n'arrivent pas jusqu'aux extrémités des buses à gaz.