PROPRIÉTÉS DE LA VAPECR. — CHAUDIÈRES
On entend par vapeur en général cette fumée humide qui s’échappe des liquides soumis à l’action d’un foyer de chaleur.
Quand on chauffe de l’eau dans un vase ouvert, sa température s’élève jusqu’à 100 degrés centigrades; dès cet instant il y a équilibre entre la pression de l’air et la température de l’eau qui entre en ébullition et qui forme alors une vapeur visible. Si on continue la combustion, la température de l’eau reste la môme, et l’excès de calorique se trouve employé à convertir en vapeur toute l’eau contenue dans le vase ouvert. Cette vapeur formée à l’air libre n’a aucune puissance.
Mais, lorsque l’eau est chauffée dans un vase fermé hermétiquement, comme dans une chaudière, la vapeur qui vient occuper l’espace libre au-dessus de l’eau , acquiert successivement une tension ou force élastique qui s’accroît avec la température de l’eau ; et la relation est telle entre la pression et la température, que l’une ne peut s’abaisser ni s’élever sans que l’autre subisse proportionnellement abaissement ou élévation.
C’est cette concentration de la vapeur à une température plus ou moins élevée, dans l’intérieur d’une chau-
dière hermétiquement close, qui produit sa puissance plus ou moins énergique.
Le tablfcau suivant indique les pressions de la vapeur, son poids, et les températures correspondantes en degrés centigrades. ,
TABLE K indiquant les températures , le poids et les volumes de la vapeur à diverses pressions.
un centimètre quarré ou plus généralement sur l’unité de surface.
La force élastique de la vapeur est donnée comparativement à celle de l’air qui est prise pour unité.
Or , la pression atmosphérique ou simplement l’atmosphère est capable de soulever dans le vide une colonne d’eau de lO m 33 ou une colonne de mercure de 0"7G, ce qui équivaut par centimètre quarré à une pression de l k 033, et par mètre quarré à une pression de 10000 X l k 033 = 10330 kilog.
Ainsi dire que la vapeur a une tension d’une atmosphère , c’est admettre qu’elle exerce par chaque centimètre quarré une pression de l k 033 ; sa température dans ce cas est de 100 degrés centigrades.
Pour avoir la pression unitaire de la vapeur à toute autre température , la règle consiste à multiplier le nombre donné d’atmosphères par l k 033.
Exemple : Quelle est la pression par chaque centimètre quarré de la vapeur dont la tension est de 5 atmosphères.
C’est d’après cette règle qu'a été calculée la troisième colonne de la table précédente, K.
La classification des machines à vapeur , en haute , moyenne et basse pression, dépend de la pression plus ou moins élevée de la vapeur dans la chaudière.
Ainsi , on entend généralement par machines à basse pression , celles où la vapeur a dans la chaudière une tension de 1 atmosphère à 1 atm - 12. Les machines sont
dite» à moyenne pression , quand la vapeur a dans la chaudière une tension de 2 à 3 atmosphères.
Enfin les machines à haute pression sont celles où la vapeur travaille sous une tension de k à 8 atmosphères et au-dessus.
Poids ■ d’un mètre cube de vapeur . L'expérience a prouvé qu’un centimètre cube d’eau distillée produit l>^7t)ftou 4700 centimètres cubes de vapeur à 100“, sous la pression de 0"76 de mercure ou d’une atmosphère. Un litre ou 1 kilogramme d’eau produira donc 1700 litres de vapeur à 100° et de môme poids , alors un seul litre de vapeur à la pression de l’atmosphère et à la tempéra-
ture de 100° pèsera — ^ = Osr-588 et \ mètre cube pèr 1700
sera 1000 fois plus ou 0 k 5882.
Le poids d’un mètre cube de vapeur à toute autre ten-
sion se détermine par la formule P= ^ + Q o ôàfsxl****
dans laquelle p est la pression en kilog. par cent, quarré , et t exprime la température en degrés centigrades.
Exemple : Quel est le poids d’un mètre cube de vapeur, en supposantque sa pression soit de 3 atmosphères ou 3 k 100, et sa température de 135”?
Cette formule a servi à trouver la 5° colon ne de la table K
pour le poids d’un mètre cube de vapeur à diverses tensions. ■
Loi dé Mariotte. Cette loi est ainsi conçue : Les vo-
lûmes d’uu gaz ou de la vapeur sont en raison inverse des pressions qu’on leur fait subir; c’est-à-dire que, si,, sous la charge d’une atmosphère, le volume est égal à une colonne d’un mètre de haut , sous la charge de 2 atmosphères , ce volume sera réduit à 1/2 mètre de haut ; et réciproquement si la pression diminue de moitié, la hauteur de la colonne double et ainsi de suite.
I) après cela, pour connaître le volume que la vapeur occupera sous une pression quelconque, il faut multiplier le volume primitif par la pression primitive et diviser le produit par la nouvelle pression.
Exemple : Un volume de vapeur est représenté par 0 m c 45, quand la pression mesurée par la colonne de mercure = ; que devient ce volume sous une co-
lonne de pression de 2“28?
0 mc 4-5 X 0,76 2^28
= 0®cl5.
Lorsque la vapeur se détend , c’est-à-dire quand un espace saturé de vapeur, s’agrandit subitement, sans que sa température subisse de refroidissement, elle suit dans sa détente la loi de Mariotte ; cet effet a lieu dans les machines à détente* ...
— Le volume de la vapeur , en prenant pour unité celui de l’eau, lorsque l’on connaît sa température et sa force élastique, se détermine par la formule
V = (270 -f t ) dans laquelle / est la hauteur de la
colonne de mercure qui mesure l’élasticité de la vapeur, et t la température en degrés centigrades.
Exemple : Quel est le volume en litres de 1 kilog. de vapeur à la température de 128°85 et sous une pression de 190* de mercure.
Cette formule a permis de déterminer les volumes en litres de 1 kil. de vapeur , sous diverses pressions, indiqués dans la 6' colonne de la table K.
- Puissance calorifique des principaux combustibles.
Dans les fourneaux bien construits, on peut se baser sur le tableau L ci-joint de la quantité de vapeur produite par chaque kilogramme de combustible sous une chaudière de tôle.
NOMS DES COMBCTIBLES.
