JEU DE LA CHALEUR

Utilement aux gaz du foyer dépend de la conductibilité de la paroi métallique, de la facilité avec laquelle elle transmet la chaleur à Peau, et de la différence de température entre les deux faces de cette paroi. Par conséquent une surface de chauffe considérable, un métal bon conducteur et une différence maximum de température entre les deux faces de la tôle sont des conditions essentielles d'économie.

On donne parfois à la surface de chauffe une étendue telle, que la température des gaz à leur sortie est trop basse pour assurer un bon tirage; c^est alors qu'intervient le tirage artificiel, obtenu souvent par des ventilateurs, méthode excellente au point de vue du rendement.

La chaudière est généralement en fer forgé, quelquefois, mais rarement, en fonte. Uacier doux, non susceptible de trempe, est encore préférable; il est plus tenace, plus homogène et meilleur conducteur. Avec un métal donné, on facilite la transmission de la chaleur, en donnant à la chaudière une forme telle que la circulation de l'eau y soit rapide, constante et complète.

Pour assurer l'absorption aussi parfaite que possible de la chaleur, il convient d'introduire l'eau d'alimentation tout près du point où les gaz se rendent dans la cheminée, de placer la prise de vapeur vers le point où la température des carneaux est la plus élevée, et de faire courir l'eau et les fumées en sens opposés. Les pertes de chaleur de la chaudière par conductibilité et rayonnement sont atténuées par l'emploi d'enveloppes isolantes.

L'équivalent mécanique de la chaleur engendrée dans la chaudière est facile à calculer, quand les conditions du fonctionnement de la machine sont connues. On sait qu'une livre de carbone pur peut dégager, par sa transformation complète en acide carbonique, 14,500 unités thermiques anglaises, équivalant à 14,500 x 772 = 11,194,000 livrespieds de travail, quantité qui, ramenée à une durée d'une heure, correspond à -^iVr^! = 5,6 chevaux de force. En d'autres termes, avec une utilisation parfaite de la chaleur, il ne faudrait que^ = 0,177 ou 1/6 environ de livre de

^lU) THf:ORlE DE LA MACHINE A VAPECR.

carbone par licurc et par cheyal. Mais la meilleure houille n'est pas à beaucoup près du carbone pur, et ne possède qu'environ les 9/10 du pouvoir calorifique de ce corps. On admet généralement que la houille peut fournir environ 10,000,000 de livres-pieds de travail par livre. Le pouvoir do vaporisation du carbone pur étant estimé à 15 livres (reau par livre de combustible, celui de la bonne houille peut être évalué à 13 1/2. En mesures métriques, un kilogramme de J)on charbon transformerait en vapeur sensil)lcmcnt l;> 12 kilogrammes d'eau amenée à la température d'ébullilion, en produisant 7,272 calories, l'équivalent d'environ 3,000,000 de kilogrammètres de travail. Un gramme de carbone pur produit, par sa combustion, 8,080 calories. 11 suffirait de 0.08 kilog., ou moins de 1/12 de kilogramme de carbone pur brûlé par heure, pour développer une énergie calorique équivalant à la force d'un cheval.

11 arrive rarement que plus des trois-quarts du charbon brûlé sous une chaudière soient utilement employés à la production de la vapeur. On peut donc évaluer au plus & 7,500,000 livres-pieds (1,036,898 kilogrammètres) l'énergie fournie t\ la machine par livre de bon charbon brûlée. Le rendement d'une bonne chaudière ne dépasse donc pas le chitlVe de 0,75. Rankine évalue cette quantité, pour des chaudières ordinaires bien établies et avec tirage naturel, à

- , étant le rapport du poids de combustible brûlé par heure

à la surface de chautfe. Cette formule donne une approximation convenable dans la pratique.

Eu arrivant dans la machine, la vapeur pousse d'abord le piston à pleine pression, avant la fermeture de l'admission ; ensuite elle se détend, et par conséquent se condense progressivement, eu proportion du travail d^expansion ; finalement elle s échappe du cylindre. La vapeur saturée, comme ou lu vu plus haut, se condense sur les parois du