CHAPITRE IX

OUTILLAGE NECESSAIRE A L'ETUDE EXPERIUE^TALE ET A LA SURVEILLANCE DES FOURS.

§ 1 . Determination de la puissance calorifiqne disponible. — Gette determination comporte deux operations distinctes qui se compietent et sc contr6Ient Tune I'autre : la recherche du pouvoir caloriflque au moyen de la bombe Mahler et Tanalyse organique. La premiere est tr6s simple ct nedemande qu*une demi-heure environ; la seconde est plus longue et exige de trois A quatre beures lorsqu^on a un materiel tout pr^t. Chacune de ces operations a ete expos^e avec grand soin dans le rapport presents par M. Mahler d la Society d'Encouragement h la suite de scs remarquables etudes sur les houilies; elles sont connues des lecteurs du G4nie Civii, II est done inutile d'en donner ici une nouvelle description et nous n*avons qu*d montrer leur uliliie dans retude empiriquo des fours (^) .

La connaissance du pouvoir calorlQque du combustible ne pent I)as, comme dans le cas theoriquc de combustion du carbone, suffire d une etude complete de four. Elle serai t sufQsante si Ton pouvait mcsurer les masses de gaz etde vapeur d'eau circulant dans le four pendant Tunite de temps, et les rapporter au poids de charbon brdie correspondant ; mais la determination exacte de la vitesse de circulation des gaz dans les carneaux est presque impossible, et revaluation de la consommation Jehouille pendant un temps limite estelle-meme fort delicate («).

(0 Contribulion k Telude des combustibles. Determination industrlelle de leur puissance caloriflque par P. Mahler. Extralt du Bulletin de la SocUte d' Encouragement jmir I'lndustrie Nationale (Baudry et €'•).

(2) L'epaisse couche de combustible entassfie sur la grille du gazogJjne peut, au cours d'une mesure, s'abaisser ou s'tJlever de quelques centimetres, de sorte que le charbon introduit dans le gazogene ne repr^sente pas ce qui a 6t6 eflectivement brill6.

Qn doit done se contenter d'dtablir le bilaa d'un four d'apr6s les compositions chimiques du combustible, du gaz et des fiimees en rapportant toujours les chaleurs d*^cbaufFement et de combustion d un seul et m^me corps, le carbone par exemple ; le pouvolr calorifique de la houille sera rapports au poids mol6cu1aire 12 grammes de carbone et les calories contenues dans les gaz aux volumes mol6culaires d'oxyde de carbone et d*acide carbonique. — De 14 la n^ssit^ de Tanalyse organique concernant le dosage rigoureux du carbone.

Le dosage exact de Tbydrog^ne n*cst pas moins n^cessaire, car il permektra de calculer la quantity de vapeur d'eau introduile dans le gazogene, et celle qui r^sulte de la combustion de Thydrogdne de la houille. II dispensera done de la mesure de la quantity d'eau vaporis^e dans le gazogene, mesure parfois tr^s difficile dans le cas des Koerting comme dans celui des cendriers ouverts, et qui ne pourrait avoir d*int^r6t qu'autant que la pes^ du charbon consomm^ serait ellem^me rigoureuse. L'analyse organique de la houille est done indispensable d une 6tude de bilan calorifique d'un four (^).

§ 2. Mesure des temperatures. — L'appareil se prStant le mieux aux Evaluations des temperatures en tous les points d'un four est le pyrom^tre thermo-61ectrique Le Chatelier.

Get appareil, aujourd'hui tres usitE, se compose de deux fils de platine et de platine rhodiE soud6s ou simplement r^unis en torsade i une exlr6mit(5, de fa^on a former ua couple. On introduit la soudure au point dont on veut mesurer la tempdralure. Le courant dectrique, provoqu6 par la difference de temperature entre la sou-

(1) Les laboratoires industriels ne sont pas, en g6n6ral, outill^s de faQon h efTectuer l'analyse organique et la determination du pouvoir calorifique des combustibles. Ilsemble done que les bilaos de fours se heuitent, partout ou Ton voudrait les tenter, a des difiicult6s trfes grandes. Aussi est-il bon de faire remarquer que les 6tudes de houilles n'ont pas besoin d'etre efTeclu^es dans les usines : il suffit d'y faire une prise d'essai soignee et d'en envoyer un 6chantiIlon k un laboratoire derecherches. Nous neconsid6rons pas, m^me, comme trfes utile dans les laboratoires d'usines i'existence Je ce matciriel un peu compliqu6 de Tanalyse organique qui, entre des mains insuffisamment exerc6es, peut donner des r^sultats inexacts; mais 11 serait tr^s d6sirable au contraire, qne les analyses de houilles puissent dtre faites avec toutes garanties dans des laboratoires centraux ou commerciaux. Actuellement il en exisle tres peu qui soient en 6tat de faire semblables etudes : c'est certainemeat une lacune ^ combler dans la chimie analytique d'industrie.

OUTILLAGE NECESSAIRE A L'ETUDE D'UN FOUR ill

dure chaude et les contacts avec les fils conducteurs auxquels le couple est reli^, est re^u dans un galvanom^tre (^).

Pour les applications industrielles et en particulier les mesures de temperature dans Tint^rieur des fours a une certaine distance des portes, )1 est commode de placer les deux fils Isolds Tun de Tautre par des tuyaux de pipe ou des cylindres d'argile, dans un tube do for de la longueur du couple et pouvant atteindre 3 metres et plus ; de cette fagon, la soudure platine-rhodium pent 6tre plong6e ^ 2"* 50 en avant du four, sans que Tautre extr^mit^ (soudure froide), subisse un ^chauffement sensible.

Les formes de galvanomfetre mesurant la force 6lectromotrice ont ete plusieurs fois modiG^es dcpuis Torigine. Le premier appareil 6tait un galvanometre ap6riodique Desprez et d'Arsonval ; depuis, M. Le Chatelier a fait construire un appareil d'usine plus portatif s'accrochant d un mur dont nous avons donn^ la description et indiqu6 le fonctionnement en vue des applications industrielles; r^cemment, M. Carpentier a substitu6 au galvanometre d reflexion en deux parties un appareil k microscope k suspension en spirale plus portatif. EnGn on a realise, en Allemagne, un galvanometre a aiguille, k cadran, donnant k la fois la force eiectromotrice et les degrds centigrades correspondants : ce dernier appareil a Tavantage d'^viter la graduation necessaire avec les autres systemes, pourvu que les couples soient tous conformes k un couple etalon d^apr^s lequel a ete fait le cadran.

Aucun d J ces appareils ne prison te, k I'emploi, de difficult^ serieuse, et nous avons m^me pu constater que, lorsque I'installation est bien faite, on pent, sans inconvenient, les mettre entre les mains de contremaitres. La graduation elle-meme, qui passe souvent pour difficile, est une operation fort simple : elle consiste k tracer une courbe des temperatures en fonction des deviations du galvanometre, k Taide de quelques points fixes convenablement choi?is : ebullition de Teau (I00*»), ebullition du soufre (448°), fusion de Taluminium (6&), fusion de

H) Pour les details d'agencement et (ie r6glage de cet appareil, nous pouvons renvoyer k r^tudeque nous avons publico en 1889 dans le Bulletin dc TAssocialion des anciens 61feves de TEcole des Mines : Etude sur la mesure des temperatures elevees dans VIndmlrie et sur le pyromilre Ihernio-electrique Le Chatelier. (Librairie centrale des sciences, quai des Grands Augustins, 17.)

Tor (1 045°) ou du cuivre (1 051), et d'y rapporter toutes lei deviations observ6es lorsque le couple est port6 dans Tenceinte dont on veut mesurer la temperature (*). Nous n'insislerons done ici que sur Ics precautions k prendre pour presenter le couple au point dont on veut mesurer la temperature.

lOO tPO 3oO U^>0 ^OO Boo JOO 800 ^O 1000 XtOO 1x00 HOO llfiOO 35oo

Fig. 1.

Lorsqu'il s'agit d'une enceinte k temperature moderee (800° par exemple), on introduit la canne en fer par un orifice convenablement dispose, on achSve de fermer cet orifice par un tampon d'argilc, pour eviter Tacc^s de Fair, et on laisse le couple en place aussi longlemps qu'il est necessaire pour faire Tobservation , mais sans

(1) Les degr^s relatifs i I'^buUition de I'eau et k celle du soufre s'obtiennent immddiatement en plongeant la soudure du couple dans ces liquides a Ebullition : la fixity du galvanomfetre est alors absolue, et la lecture facile, Les seules determinations un peu d61icates sont celles qui correspondent aux fusions de mdtaux. Dans ce cas, on entoure la soudure du couple d'un certain nombre de spires du fil de m6tal choisi, or ou aluminium, et on la plonge dans un creuset contenant une substance mauvaise conductrice de la chaleur (magn6sie calcin6e), puis on chaufTe sur un four souffle (four Leclerc et Forquignon, par exemple); on suit le d6placement du galvanomJ^tre et au moment de la fusion, par suite de la chaleur latente, on observe un petit temps d'arr^t suivi d'un saut d'une ou deux divi8ions,qui donne exactementle point de fusion. Avec un peu d'habitude, on arrive k faire la graduation, sans ces precautions, sur un simple bee Bunsen, en suivant la fusion de Tor sur le couple et faisant signe k un second observateur qui regarde le galvanomijtre.