DENSITÉS

TALEOft OB c.

4» Matières continua, ou dont le$ parties sont agglomérées.

Culfre , ,

Fer

zinc. . , ^

Plomb

Cbarbofi des cornues à gai . • •

Marbre gris i grains fins.. .

Marbre blanc saccbaroTde à gros grains

Pierre calcaire à grains fins. .

Pierre de liais 4 bâtir à gros grains

Plftlre ordinaire gftebé , . • •

Jd. très-fin g4cbé

DBCXiftME PARTIK.

DaiGRATiON DU HATltBBS.

D£.f8tTiS.

TÀLBDft DB C.

Plâtre de moulage très-fin , gftcbé. . . •

Plâtre alunè, gâché

Terre cuite , •••

Id. parallèle aux flbrei. . . .

BoisdeDOjer, traosmissioo perpendiculaire aux fibres.

Id. parallèle aux fibres. . . .

Liège

Caoutchouc

Gullftxpercha. ,,

Colle d'amidon

Verre, .•,,,

Jd

2« Matières pulvérulentes.

Sable quarlxeux - .

Brique pilée, gros grains •

Brique pilèe, passée au tamis de soie

Brique en poudre fine obtenue par décantation. . . . Craie en pondre un peu humide

Craie en poudre lavée et sécbée

Craie en poudre lavée , aéchée et comprimée

Pécule de pomme de terre

Cendres de bois

Poudre de bois d'acajou

Charbon de bois ordinaire en poudre

Charbon de bois ordinaire en poudre passée au lamis de soie ••

Coke pulvérisé

Limaille de fer

Bioxyde de manganèse

3« Matières filamenteuses,

colon en laine, quelle que soit sa densiléé . . . .

Molleton de coton, id.

calicot neuf « id.

Laine cardée. id,

Molleton de laine, id.

Êdredon. id.

Toile de chanvre neuve* ••• •

Id. vieille

Papier blanc â écrire

Papier gris non colié

6' Transmission de la chaleur à travers les murailles. Ordinairement ane des deux teiripératures t et f est inconnue ; c'est ce qui arrive, par exemple, pour les murailles des édifices, lorsque, pour les différentes pièces, une seule face est exposée à Tair extérieur. La face intérieure opposée à celle exposée à Tair extérieur recevant le rayonne-

CHAlJFFAGC. 429

ment de toutes les autres, toutes les surfaces iutérieures ont une température peu différente de celle de Pair des pièces qu'elles forment; mais la température de la surface extérieure est nécessairement plus grande que celle de Talr extérieur, et elle ne peut être déterminée à Taide d*un thermomètre. Alors il faut transformer la formule (8) en y remplaçant V en fonction de la température de l'air extérieur. Mais comme en employant la formule (7) de Dulong Téllmination de H serait impossible, et qu'en admettant les formules (5) et (6) on serait conduit à une équation du deuxième degré assez compliquée et d'un usage difficile, M. Péclet a admis la loi de Newton, qui est suffisamment exacte pour des petits excès de température, et il a posé

f lempëralure de Pair exlèrieur.

Les équations (8) et (9) donnent

^- c+(A+;fc')"É" ^--c+(&+*')E • ^^^^

Si tous les murs sont exposés à Talr extérieur, comme dans les églises, par exemple^ le rayonnement ne peut plus maintenir les faces intérieures à la température de Tair qu'elles renferment; alors il faut encore remplacer dans l'équation (10) , i en fonction de la température de l'air intérieur. Gomme on peut poser

T température de l'air LDiérieor.

Les formules (10) et (11) donnent

,(A;+A;^)(E^^+CTO+CA:rr A;'C(A+feO(T-r)

^^ C(2Ar'+)fc)-f-E;fc'(Ar+A') ^^ ** "" C(2A'+A)4-E*'(A;+A0' ^ '

Cette nouvelle valeur de M est beaucoup plus petite que quand on suppose que les surfaces intérieures sont à la température de l'air intérieur, égalité que l'on ne peut admettre que quand une très-petite partie de muraille est exposée à l'air extérieur.

Pour des murs de 10 mètres de hauteur en pierre calcaire, pour lesquels 0=1,70; &=3.60 et A'=l,96, si T = 15* et r = 7% les formules (12) deviennent

et on a respectivement pour

E=0-.40 0-.20 0>».30 O-'AO 0-.50 0»,60 O^^O 0».80 0».90 4-.00 «=0°.60 9-.90 40».34 10«.63 WM KWtl 44*.33 44».61 41*.6S 44».83 »= 40.7 9.9 9.t 8.6 8.1 7.6 7.S 6.9 6.6 6.8

450 DBCXtlUIB PAETIE.

La formule (10) donne respectivement

6* TransmUêicn de la chaleur à travers les vitres. V Si une seole faoe de la pièce est exposée à Tair, de manière qa*on puisse supposer la température t des faoes intérieures égale à celle T de Tair intérieur (5*), on a, en admettant que le réchauffement et le refh>idiaMment s^ffectuent de la même manière pour les mêmes excès de température ,

(^-0)(A + A0 = (6-.T')(ifcS-*0; d'où

6=l±r et M =^' (* + &'). (13)

6 température de la yllre.

2* Pour une enceinte entièrement vitrée chauffée par de Talr chaud et exposée de toute part à l'air extérieur, les faces intérieures n'étant chauffées que par le contact de l'air, puisque ayant toutes la même température, leur ngronnement réciproque ne change pas cette tempé^ rature, on a

^'(T-o)= (0 -r)(A + A'), d'où «= ^12jy* + *2I',

et

M = A'(T-e) = (A + A:')^g=Ç (lA)

A cause du rayonnement du sol, et des pertes de chaleur à travers les Joints des vitres, pertes qui peuvent varier dans des limites trèsétendues, M. Péclet pense que pour les serres et les constructions analogues, il y a lieu d^admettre les chiffï^es de transmission de la formule (16).

3* Pour un bâtiment en maçonnerie isolé de toutes parts, et dont les vitres n'occupent qu*une petite partie de la surface , comme pour les églises, la chaleur que les vitres reçoivent par rayonnement est (^— 0) (Al — k) , et celle qu'elles reçoivent par le contact de Pair est A'(T— 6). On a alors

it^(i){k,^kHk'(J^^)^ii^TW+k), d'où ^Ïïi±î2^^^^^^

et

M g (0 -. T^(jfc ^ k') » i^':r^li^'zJ^rl'^^'^rV (k + e). (i5)

CUAIFFAGB. 431

kt tofffleleiil 4a panvolr nfonoaiil det mon (UUaau de la |»age 4t6).

k id, deiTitrei td.

A' coefficient de la perle de chaleur due au coniact dei yitrea ateo l'air (9» page 436).

Pour T=45»; T'=7«; A=«.94 ; *i = 3.60j des murailles de 40

i SO mètres de hauteur sur 0«.50 d'épaisseur, et d'uoe conduclibililé

G = 4.70, la valeur do I sera à peu pr«a de 40*, et saWant que la hauteur

des (mètres est de i

K mètres.

La formule (43) donue respaetlTemeot i

7' La quantité de chaleur perdue par le sol est en général très-peUte, comme Texpérience le prouve, et elle peut être négligée dans rétablissement des appareils de chaufiTage. Dans nos climats la température du sol étant à peu près constante à 8 mètres de profondeur, et égale à la température moyenne annuelle de 10 à 11% il en résulte que la température du sol des édifices doit être bien voisine de cette dernière, qui diffère peu de celle intérieure habituelle de 15%

8' Quant à Yirifluence de la partie supérieure des pièces ^ tes édifices publics et les maisons particulières étaut toujours recouverts d'une toiture et d'un plancher épais de grenier, Il en résulte qu'on peut négliger la perte de chaleur par la partie supérieure des édifices*

9* Transmission de la chaleur à travers les enveloppes cylindriques.

Ce cas est celui, par exemple, d'un tuyau métallique parcouru par de la vapeur et enveloppé d'une matière conduisant mal la chaleur. On a

M quaatité de ebateur traosmiae par nnitd de lougiieur de tuyau et par heure ; N=«{logil'— iPgR);

^^ ^ tot'^^'i- SI 3,3036 nombre par lequel il fiiut multiplier le logarithme d'un 0,4 343940

nombre pour atolr son logarithme népérien [Int,, 385) ; R et K' rayons extérieurs du tuyau et de l'enveloppe ; T et T' températures Intérieure et extérieure ; C «Qtiaeleot de oonduetibililè de r«iiveloppe [k*] ; A et k' eoelficienis dus au rayonnement ol au oonuct de l'air (4* et !^); si la natière

enveloppante est couverte de toile, A =3.65, et ft' se déduit de la formule

donnée au t* pour les eylindres herifoutaux.

S51k. Chauffage des appartêmenis par les cheminées ordinaires, La quantité de chaleur rayonnée dans ri^partement par un foyer ordi* iialN de ehtmliiée eft à peu près le l/A da la ohaleur totale rayonnéê

432 UKUXliUlB PAKTIB.

par le combustible; ainsi, pour le bois, elle est seulement les 0,06 ou 0,07 de la chaleur totale développée par sa combustion (282).

Les combustibles les plus convenables pour ce mode de chauffage sont la houille et le coke, dont les pouvoirs rayonnants sont trèsgrands (289 et 290). La cheminée ouverte n*utillse cependant qu'environ les 0,13 de la chaleur totale développée par ces combustibles.

On peut admettre que dans les cheminées ordinaires 1 kilog. de bois exige au moins Tappel de 100 mètres cubes d'air, et 60 mètres dans celles qui sont le mieux construites (291).

Le diamètre d*une cheminée ordinaire d'appartement varie de 0*,20 à 0",25. Rarement il convient de dépasser cette limite, à Inoins que pour les appartements destinés à recevoir un grand nombre de personnes; dans ce cas, afin de faciliter la ventilation, on porte ordinairement la section des cheminées à 25 ou 27 décimètres carrés, 0*,80 sur 0*,32 environ.

Dans les cheminées & la Rumfort , l'ouverture inférieure du tuyau à fumée varie de O'yO/i à O^.OO de section. Dans les cheminées à la L'Homond, la distance du tablier au contre-cœur est de OM 5, et à une hauteur de 0",30, le contre-cœur porte des briques qui ne laissent plus à l'ouverture que 0",05 de largeur.

D*après des expériences faites par les membres du comité consultatif, les proportions de charbon nécessaires pour maintenir une même salle à la même température pendant le même temps, sont 100 pour les cheminées ordinaires, 13 pour les poêles métalliques , et de 13 à 16 pour les appareils analogues aux poêles, mais à foyers ouverts.

Dans le choix des différents modes de chauffage, il faut avoir égard, selon les circonstances, nonnseulement à la chaleur utilisée, mais aussi à la ventilation produite.

535. Chauffage par des poêles (331). Lorsqu'un tuyau dans lequel circule de la fumée chauffe directement l'air extérieur, on peut admettre que la quantité de chaleur qui passe à travers ses parois est proportionnelle à la différence des températures intérieure et extérieure, et, des expériences de M. Péclet sur les cheminées en tôle, en fonte et en terre, il résulte que un mètre carré de surface laisse passer en une heure, pour une différence de température de un degré, 3,93 unités de chaleur pour la tôle, 9,9 unités pour la fonte, et 3,85 unités pour la terre cuite de 0",0i d'épaisseur.

D'après cela, supposant que dans un poêle la fumée soit abandonnée à 200'', on peut même, avec de bonnes dispositions, l'amener jusqu'à 100* avant de la laisser s'échapper au dehors, sa température aux environs du foyer étsM au moins de 800**, sa température moyenne est de 500° pendant la chauffe, et l'excès de température varie de 400* à 500*; d'où il résulte que, dans ce cas, chaque mètre carré de surface de chauffe laisse passer en une heure, pour un excès moyen

CHACFPàGE. 43S

de 450", 1768,5 unités de chaleur pour la tôle, A455 pour la fonte, et i 732,5 pour la terre cuite de 0",01 d'épaisseur.

Cette énorme différence des quantités de chaleur qui passent à tra< ▼ers la tôle et la fonte n'existe pas dans le chauffage par Teau ou par la vapeur.

Les résultats précédents peuvent servir à calculer la surface de chauffe d'un poêle ou d'un calorifère, les tuyaux parcourus par la fumée ayant la section minimum de la cheminée (295), et le combustible produisant un effet utile égal aux 0,80 de sa puissance calorifique. Dans la pratique, on compte ordinairement sur un mètre carré de surface de chauffe en tôle ou en fonte, quoique pour cette dernière elle puisse être beaucoup moindre , par 100 mètres cubes de capacité de salle à chauffer.

Le diamètre des tuyaux de poêle peut se calculer comme celui des cheminées; mais il vaut mieux généralement s'en tenir aux dimensions 0*,10 à 0">,20 adoptées dans la pratique.

On donne un degré suffisant d'humidité à l'air, en plaçant un vase plein d'eau sur le poêle ou dans les conduits d'air chaud. La quantité d'eau est de 1 à 1,5 litre environ par jour pour une salle de 75 à 80 mètres cubes.

554. Calorifères à air chaud. L'air à échauffer doit toujours être pris à l'extérieur, et pour les calorifères placés dans les pièces qu'ils doivent chauffer et ventiler, tels que ceux que l'on emploie depuis quelque temps dans les écoles , il faut compter sur un mètre carré de surface de chauffe par kilogramme de houille ou par 2 kilogrammes de bois brûlés à l'heure, sans compter l'enveloppe extérieure.

Pour les calorifères non placés dans les pièces qu'ils doivent chauffer et ventiler, la quantité maximum de combustible à brûler se détermine en supposant que son effet utile est les 0,50 ou 0,55 de sa puissance calorifique (282); cet effet utile atteint les 0,75 et même les 0,80 pour les calorifères les mieux construits. La grille, pour une même quantité de combustible brûlée, a la même surface que pour les chaudières à vapeur (301), mais il vaut mieux augmenter cette surface que de la diminuer. La section de la cheminée et des canaux de circulation se calcule comme pour les chaudières à vapeur (295;, en supposant égale à 200* la température de la fumée dans la cheminée. La surface de chauffe réelle est de 2 mètres carrés par kilog. de houille ou 2 kilog. de bois à brûler par heure.

La quantité d'eau à donner par jour pour entretenir l'humidité est de 1.5 à 2 litres pour une salle de 100 mètres cubes.

Les tuyaux qui conduisent l'air chaud dans les diverses pièces à chauffer doivent , autant que possible , partir tous du réservoir même d'air chaud, afin qu'ils ne se gênent pas mutuellement. Deux tuyaux branchés l'un sur l'autre ne doivent pas se servir d'obturatcm-; aussi

4S4 DEl'XlfeWB PAITIS.

fauUl, dans ce cas, faire usage d'une culotte. Les dimensions des tuyaux doivent êire grandes; la vitesse de Tair ne doit pas être supérieure à 0",50 en moyenne, les coudes et les étranglements des clefs compensés.

Les bouches doivent être larges et maillées avec du fil de fer très-fin» à grandes mailles de O^fOCô au moins de côté. Les bouches à coulisses sont plus commodes pour régler Touverture q\ie celles à charnières.

Sans un moyen d'évacuation de Tair de la salle, Pair chaud ne peut pas s'y introduire. L'appel peut se faire par la cheminée, quand il y en a une, ou par une cage d'escalier contigu, à l'aide d'une bouche grillagée de communication. Dans les salles à manger ou les antichambres, on peut placer au plafoud ou près du plafond une bouche grillagée qui communique, par un tuyau de 0"',15 à û",i6 de diamètre, avec un tuyau de tôle montant de 2 mètres dans la cheminée de la cuisine ou dans tout autre cheminée constamment chauffée.

Quand oq chauffe plusieurs étages avec un seul calorifère, les étages supérieurs absorbent tout l'air sans rien laisser au rez-de- chaussée ^ on remédie à cet inconvénient à l'aide de coulisses ou en divisant par des cloisons le réservoir d'air chaud en autant de parties qu'il y a d'étages. Il convient, quand cela est possible, que le tuyau qui conduit l'air k chaque étage circule sous le plafond de l'étage inférieur ; des bouches convenablement distribuées sur sa longueur amènent l'air dans la pièce en traversant le plancher. Cette disposition nous a parfaitement réussi dans une fabrique de papiers peints, où l'on avait 4 la fois 4 chauffer et sécher.

Pour pouvoir chauffer un rez-de-chaussée, le calorifère doit être établi dans une cave en contre-bas; sans cela Tair chaud se distribue mal dans la pièce, il n'y va môme pas si l'on chauffe en même temps des étages supérieurs.

Lorsqu'on fait arriver l'air chauc^ dans une pièce telle qu'un amphithéâtre par un grand nombre d'orifices placés sous les bancs, la section de ces orifices doit être calculée de manière que la vitesse de l'air ne dépasse pas 0'",20 par seconde,

11 n'y a guère que dans les hôpitaux où il soit nécessaire de maintenir une température constante jour et nuit. On y parvient par une combustion continue dans les foyers, ou par des réservoirs d'eau qui accumulent de la chaleur développée le jour pour la dégager lentement la' nuit. Mais, à moins que les murailles n'aient qu'une bien faible épaisseur, la chaleur qu'elles renferment est presque toujours suflîsante pour rendre pou sensible la diminution de température pendant la nuit "

Kn général, quand les murailles sont d'une certaine épaisseur, les chaulfages de nuitsont inutiles, et presque toujours un chauffage actif d'un petit nombre d'heures le matin peut réparer en grande partie la perte du régime qui a eu lieu pendait la nuit.

Quand les murailles n'ont qu'une faible épaisseur, comme daiis cor-

cauurrÀQB.

taiaes usines, elles se refroidissent beaucoup pendant la nuit ; mais on parvient encore facilement à les échauffer en allumant les foyers un certain nombre d^heures avant Farrivée des ouvriers.

Lorsque les pièces ne sont employées que certains jours et à certaines beurea» pour économiser le combustible, on ne maintient pas les mu* railles dans un état consent de température , on ne rétablit même pas réquilihre au moment de les utiliser; on se contente, par un chauffage trèft-vif de quelques heures, d'échauff\Br partiellement les murailles, et de compenser leur faible température par un plus grand échauffement de Tair pendant Toccupation des pièces (331).

Les différentes parties des appareils de chauffleige se construisent pour les jours les plus froids de Thiver, et de manière que le matin, en un petit nombre d^heures, ils puissent amener Tair et les murs de la salle à la température qu'ils doivent avoir pendant le Jour. Il est économique de disposer les appareils de manière que, pendant ce chauffage préliminaire, on puisse interrompre la ventilation; ainsi, le calorifère étant à air chaud, il convient de pouvoir faire aller successivement Tair de la salle au calorifère et du calorifère à la salle.

335. Chauffage de Fair par la vapeur. D'après des expériraees de Tredgold, les quantités de vapeur condensées en une heure par mètre carré de surfis d'un tuyau exposé à Tair libre à 16** sont, pour les tuyaux

de Car blanc 4k.07

de Terre 1 .76

de tôle neute 4 .80

detôleroaiUée ^ M

D'après Clément, la température de Tair étant St5% un mètre carré de surface condense en une heure les poids de vapeur consignés dans le tableau suivant. La dernière colonne donne, d'après la loi du n** 305, les poids de vapeur qui seraient condensés si la température de Tair était de 15*.

DtSIGRATUm 9Bt SOBFACBS.

CONIHUISATION, H

la températora de Pair «tant de 1

Tuyau horizonUl en fonte nue .

Id, id, noircie

Id, en ouiTTO nu. ...........

Id, id, noirci

Tufau vcrlical en cuivre noirci

Dans les grands chauffages à vapeur, on peut compter sur i*,80 de

456 DEUllina PÀKTIB.

vapeur condensée en une heure par mètre carré de surface pour la fonte, et sur l',76 pour le cuivre.

D'après M. Grouvelle, un inëtre carré de surface de fonte, chauffé intérieurement par la vapeur, et par conséquent les 990 unités de chaleur transmises par i^,80 de vapeur condensée, suffisent pour chauffer et entretenir à 15* une salle de proportions de. murs et de fenêtres ordinaires, telle que bibliothèque, bureau, etc., de 66 à 70 mètres cubes de capacité, ou un atelier de 90 à 100 mètres cubes. Si Tatelier a besoin d'une haute température, on prend un mètre de surface de chauffe par 70 mètres de capacité. Pour la Bourse de Paris, on a compté sur 67 mètres, qui chauffent convenablement.

Le diamètre des tuyaux de condensation de la vapeur à basse pre»- Bion varie de 0",07 à 0*,20; 0*,11 est le diamètre convenable lorsque le générateur est de la force de 12 chevaux. Le tuyau qui amène la vapeur de la chaudière est beaucoup plus petit ; en Angleterre, on fait ce tuyau en fer creux, et on lui donne de 3 à 5 centim. de diamètre ; en France, on le fait généralement en cuivre.

Lorsque, par suite de circonstances indépendantes du chauffage, la pression dans le générateur est élevée, de 2 atmosphères et au-dessus, d'après M. Grouvelle, le diamètre intérieur du tuyau de condensation doit être égal à un minimum de 0*,0d5, augmenté de 0*,0015 par force de cheval du générateur employé. Ainsi, pour une force de 10 chevaux, c'est>-à-dire pour 200 à 250 kilog. environ de vapeur à Theure, le diamètre sera 0*,05.

Connaissant le volume en mètres cubes d'air froid à chauffer dans un certain temps, en le multipliant par le poids d'un mètre cube {kà et 262), on a le poids total d'air à chauffer; ce poids, multiplié par la capacité calorique de l'air (267) et par la différence des températures de l'air chaud et de Pair froid, donne la quantité de chaleur à fournir à Fair. Cette quantité de chaleur divisée par 550, chaleur latente de vaporisation (269), donne la quantité de vapeur condensée. On détermine la quantité de charbon à brûler ^282), et par suite les dimensions de la grille (301), des conduits de fumée et de la cheminée (295).

Pour le chauffage des ateliers par la vapeur, les ingénieurs admettent que , pour des ateliers de 8 mètres de largeur sur 3 mètres de hauteur, et dont la surface des vitres est le 1/6 de la surface totale, un tuyau en fonte de 0'",â0 de circonférence, parcourant seulement une fois la longueur de l'atelier, suffit pour y maintenir une température constante de 15<* pendant les temps les plus froids. Gela fait une sui*facc de chauffe de O'^^.liOi qui peut transmettre 396 unités de chaleur en une heure , par mètre courant d'atelier.

D'après des observations de M. Péclet sur plusieurs chauffages à vapeur, et notamment sur un chauffage de grande fabrique, pour une différence maximum do 20*" entré les températures intérieure et exté-