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Epoque ou II

Par suite de l'augmentation en proportion du bismuth , la température stationnaire ayant disparu , on s'appliqua à rechercher l'époque à laquelle l'alliage commence à se liquéfier, celle a laquelle il cesse d'être liquide et qui était indiquée par la surface de l'alliage qui ne reprend pas son même niveau. Celle à laquelle la solidité était assez diminuée pour que l'alliage puisse être pénétré avec un petit style et une pression modérée ; enfin celle à laquelle il était complettement solide. Comme ces températures ne présen-

EXPÉRIENCES. »îï tent rien d'aussi positif que la température stationnaire , elles ne donnent qu'une approximation. Plusieurs expériences ont démontre qu'il n'y a plus de retrait ou de contraction matérielle à la température comprise entre celle de la fusibilité, et celle où l'alliage n'est plus pénétrable par la tige dont nous avons parlé plus haut.

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EXPÉRIENCES. a35

Les points de fusion des métaux employés aux alliages mentionnés dans cette table étaient à aa8°,3 pour l'étain à a65° pour le bismuth et à 322° pour le plomb.

La répétition des expériences de Klaproth relativement à la conversion de l'eau en vapeur par un métal chaud fut ensuite le sujet des expériences du comité de Franklin. Il est bien reconnu qu'une certaine augmentation de température dans une surface métallique diminue l'effet de la vaporisation d'un liquide pla;é au-dessus; l'objet des expériences suivantes fut de rechercher et d'étudier les faits qui accompagnent la vaporisation de l'eau au moyen du fer et du cuivre, en diverses circonstances de températures.

Il fut question d'abord de s'assurer de la température a laquelle une petite quantité d'eau donnée, peut être vaporisée dans le moins de tems possible, par du cuivre, selon les différens états de poli de sa surface

Ensuite de s'assurer des mêmes points pour le fer, pris en pareilles circonstances.

Enfin de multiplier les expériences en introduisant différentes quantités d'eau dans des bassins de cuivre ou de fer, de différentes épaisseurs, et d'étudier les effets produits se-

Ion l'état (le leurs' surfaces, la nature de la chaleur appliquée et le degré de température.

On se procura huit bassins ou vaisseaux sphériques de même figure et de diverses épaisseurs. Ils avaient trois pouces de rayon, trois étaient en cuivre, quatre en fer m allée et un en fer fondu. On appliquait la chaleur à ces Tases au moyen d'un bain d'huile ou d'étain contenus dans des capacités cylindriques. Le -rase cylindrique qui contenait rétain avait six pouces et demi de diamètre et quatre de hauteur; l'autre neuf pouces de diamètre et quatre de hauteur. Ces vaisseaux étaient chauffés au moyen d'une lampe à esprit de Tin , ou , quand il s'agissait d'obtenir une haute température, au moyen de charbon de bois. Les bassins étaient en outre entourés d'un rebord destiné à contenir de. l'huile ou de l'étain.

Les thermomètres employés dans ces expériences furent consultés soigneusement, au point de Pébullition de l'eau et à celui de la fusion de l'étain.

Les expériences portèrent d'abord sur la vaporisation des gouttes d'eau dans des bassmsde cuivre et de fer, depuis leur plus parfois

Digilized

EXPERIENCES. a3 7 degré de poli jusqu'à leur dernier degré d'oxidation. Voici les conclusions des expériences du comité, dont nous nous abstenons de donner les détails trop multipliés.

i* Arec le même métal, la température du maximum de vaporisation de l'eau est plus basse, selon que le poli de la surface est plus grand, et la somme de vaporisation dans un tems donné à ccttp température, est beaucoup diminuée. Dans le cuivre, l'effet du poli et de l'oxidation, les deux extrêmes, est indique par la différence relative de la température du maximum de vaporisation dans les deux cas, qui e«t de 5i° C. Ce maximum étant dans le premier cas à i44*j4 C., et dans le second, à 175,4. De plus, le rapport des tems de la vaporisation est comme ia à 1, ou pour la même goutte d'eau,comme 5 secondes à i/4 de seconde. Pour le fer, une surface polie donne, pour la température du maximum de vaporisation, 167° ou 170°, tandis qu'une surface oxidée donne 175°, ce ce qui diffère peu des chiffres précédons. Mais quand le fer est fortement oxidé, il donne 194* pour le maximum de vaporisation ; le tems de la vaporisatioa ne diffère pas beaucoup dans les deux cas.

a3> EXPÉRIENCES.

2« Les températures du maximum de vaporisation pour le cuivre et le fer, leurs surfaces étant en pareil état, diffère de 1 7° à 22°, le chiffre le plus élevé se rapportant au fer. Le tems de la vaporisation au point maximum, est moindre pour le cuivre que pour le fer, dans le rapport supposé de 2 à 1 , un probablement en raison de leur pouvoir conducteur de la chaleur, qui est comme 2, 1 à 1 .

3° La température de maximum de vaporisation pour le fer oxidé ou pour le cuivre fortement oxidé, correspond presque à celle où la vapeur d'eau possède une force élastique de neuf atmosphères. Toutefois dans l'expérience, la vapeur ne fut formée qu'audessous de la pression atmosphérique.

4° La répulsion entre le métal et l'eau, est parfaite à 1 1° ou 22° au-dessus des points de maximum de vaporisation; à ces températures l'eau ne peut humecter le métal. Les gouttes d'eau tournent sur elles-mêmes dans des directions variées, quelquefois elles restent en repos et se vaporisent lentement. Quand il y en a peu, elles sautillent verticalement sur la surface du métal; elles paraissent se vaporiser par le côté qui fait face au métal.

EXPÉRIENCES. a 3»

Conclusions des expériences faites sur la vaporisation d'une grande quantité d'eau.

i" Le pouvoir vaporisant du cuivre quand on lui applique la chaleur au moyen d'un mauvais conducteur, comme l'huile, s'accroît jusqu'à un certain point avec une grande régularité, à mesure que la température augmente, l'eau exposée sur la surface, étant en petite quantité; les tubes de cuivre chauffés au moyen d'un courant d'air chaud passant au travers, sont dans les mêmes conditions, s'ils sont prives d'eau intérieurement. Ce pouvoir, avec du cuivre dont l'épaisseur est de ~ de pouce, peut être obtenu par une épaisseur beaucoup plus grande. La température à laquelle ce métal possède le plus grand pouvoir vaporisant, est d'environ 298"g C, ou 11 1°,6 au-dessous de la chaleur rouge (selon Daniell).

La loi de la vaporisation de petites quantités d'eau par une épaisseur de cuivre donnée, est représentée avec une singulière similitude par une ellipse, et les températures sont représentées par les absciscs, et les tems <k la vaporisation, par la différence entre la quantité constante et les ordonnées.

a4o EXPÉRIENCES.

2° Le même pouvoir dans le fer de o,o4 (tt) d e P ouces d'épaisseur, s'accroit régulièrement, et est à son maximum, probablement à 265°,C. Avec un métal plus épais, le pouvoir s'accroît plus rapidement et à de plus nasses températures, et varie très peu comparativement, au-dessus de 193* C, avec une épaisseur qui n'excède pas-^-de^ pouce et qui n'est pas au-dessouâ de ~ de pouce. Il atteint son maximum à a63°,5 C, quand les quantités d'eau sont faibles; s'élevant à 288°, et beaucoup plus haut a mesure que la quantité d'eau s'accroît relativement à la surface du métal sur laquelle elle est exposée. En quadruplant la quantité d'eau , qui est malgré cela toujours petite, on triple presque letems du maximum de vaporisation.

5» Quand du cuivre de ^ de pouce d'épaisseur est chauffé au moyen d'un bain d'étain , nu des plus mauvais conducteurs , et qui a une chaleur spécifique plus basse que le cuivre, le tems de la vaporisation dans un bassin sphérique , pour une quantité d'eau variable de i à j de sa capacité entière est triplé, et la température de la plus grande vaporisation, s'élève de 3i° ou de 243* a 274°. Quand le bassin d'épreuve aTait la moitié de

EXPÉRIENCES. i(i la porlion qui est exposée à la chaleur pleine d'eau , le poids de cette eau était d'environ ~ de celle du métal.

4° Le tems de la vaporisation de différentes quantités d'eau variables de J à une once d'eau, dans un bassin de ? de pouce d'épaisseur, et pourvu de chaleur au moyen d'un bain d'étain, était sensiblement proportionnel à la racine carrée des quantités aux températures de maximum de vaporisation de chacune d'elles.

Ces températures s'élevèrent de 258" C. à 5j5°, par une augmentation de seize fois environ le poids d'eau, indiquant par là, qu'une considérable quantité d'eau en contact avec le métal, peut être plus rapidement vaporisée que quand le métal est à çj5" au-dessous de la chaleur rouge.

5° Quoiqu'un métal rouge, très épais et chauffé fortement, n'empêche pas l'eau de le refroidir au point oû elle peut être rapidement vaporisée, il est encore beaucoup audessus de la température à laquelle cet effet est le plus énergique. Ainsi une once d'eau fut vaporisée en i3 secondes a environ 288 0 C.

dans un bassin de fer mallée d'un quart de pouces d'épaisseur, et il fallut 11; S secondes

pour la vaporiser dans un bassin de fonte de fer d'un demi-pouce d'épaisseur et rouge de chaleur. Quatre onces d'eau dans le dernier bassin, exigèrent environ trois cents secondes, le métal étant rouge quand l'eau y fut introduite, et deux onces se vaporisèrent en 34 secondes à la température de 319* **•*•.

6" La température de la plus grande vaporisation avec une épaisseur de métal donnée est plus basse dans le cuivre que dans le fer, la force répulsive étant développée à la plu3 basse température. Avec une égale épaisseur de fer et de cuivre, le pouvoir vaporisant du dernier métal, à son maximum, fut avec le bain d'huile d'un tiers plus grand que celui du premier; et avec le bain d'étain, le pouvoir du cuivre ayant 0,07 de pouce d'épaisseur fut presque égal à celui du fer, ayant f de pouce d'épaisseur, chacun des deux métaux, étant pris à leur maximum de vaporisation selon les différentes quantités de liquide employé. Comme les maxima pour le fer sont plus élevés que pour le cuivre, il en résulte un grand avantage pour le cuivre quand les deux métaux sont à une égale température.

?' L'effet général de la rugosité des surfa-

EXPÉRIENCES. 34 ï ces est d'élever la température à laquelle le maximum de vaporisation a lieu, et du diminuer le tems de la vaporisation pour une quantité donnée d'eau à une température prise au-dessous du maximum.

8* Quoiqu'il ait été démontré que l'eau placée sur un métal rou ge de chaleur est apte à produire de la vapeur explosive , même quand elle ne refroidit pas le métal au-dessous de la température de la plus rapide vaporisation, il n'en est pas moins vrai que le métal à la température au-dessous du rouge obscur de in*,6,est dans les conditions favorables pour produire une plus rapide vaporisation que quand il est rouge.

Les recherches du comité sur la production des gaz permanens dans l'intérieur des chaudières a vapeur fournirent les résultats suîvans.

Le gaz obtenu par l'injection de l'eau au fond d'une chaudière amenée à une chaleur rouge-claire fut du gaz nitreux (i) mêlé à uoe quantité variable d'oxigéne. Ce n'est au fait, que de l'air atmosphérique privé par Taclion du métal chaud d'une plus ou moins

(i) Ce gai est tout à-fait impropre à la combustion;

a44 EXPÉRIENCES, grande quantité d'oxigène. Cet air ou gaz provenait du courant qui s'établissait par suite de la cessation de l'action de la Tapeur désaturée et de l'assèchement de la chaudière ; il ne saurait toutefois exister en grande quantité dans une chaudière en fonction , bien qu'il s'y introduise de l'air avec l'eau froide alimentaire. L'eau dans une chaudière a Tapeur chaude, bien qu'elle ne soit pas décapée, et pourvu qu'elle soit dans un état ordinaire de propreté, n'est point décomposée par le métal.

Nous voici arrivé aux recherches faites pour obsenrer la nature des déchirure» ou des éclats qui peuTent être le résultat d'un accroissement de pression dans les chaudières à vapeur de fer ou de cuivre.

On sait que les ruptures produites par une augmentation graduelle de pression dans les chaudières, deTaient, à ce qu'on supposait, ne donner lieu qu'à des déchirures partielles, par suite desquelles la Tapeur trouTait a s'échapper dans l'atmosphère. Ce fait était particulièrement attribué aux chaudières en cuivre. Pour faire des expériences à ce sujet, on prépara deux petites chaudières, l'une en cuivre, l'autre en fer. Deux expériences pa-

EXPÉRIENCES. 345 rurent suffisantes pour cet objet, d'autant qu'elles étaient assez méticuleuses et même dangereuses.

Les chaudières employées avaient 8,5 pouces de diamètre et 10 à ia pouces de longueur. Celle de fer avait une épaisseur de 0,02 de pouces et celle de cuivre de o,o5.

Elles étaient pourvues de fonds convexes de o,o5 pouces d'épaisseur, liés au corps principal au moyen de mures en fer très rapprochées. Une ouverture était pratiqué a un des fonds de chaque chaudière pour l'introduction de l'eau. Elles étaient ensuite bouchées au moyen d'un boulon à écrou dans lequel on avait ménagé un tube à piston a, fig. 4 a - Ce piston était muni d'un ressort, de telle façon qu'il était apte à obéir à la pression plus ou moins grande de la vapeur, et à marquer son énergie au moment de l'explosion.

Le bouilleur de fer fut placé dans un fort cylindre de tôle, qui servait de cuirasse et de fourneau , l'axe du bouilleur était horizontal, tandis que celui du fourneau était vertical.

Le bouilleur ayant été à moitié rempli d'eau fut placé sur un feu de charbon de bois , et quand l'eau fut entrée en ébulfitiou, on mit l'écrou jauge en place.

a 4 6 EXPÉRIENCES.

On se ménagea, d'ailleurs, la faculté de retirer le bouilleur du feu , sans en approcher au moyen d'une corde et d'une poulie. Au premier essai, une rivure s'ébranla et la Tapeur s'échappant par cette ouverture, on dut recommencer et remplir de non veau la chaudière. Le feu fut rallumé et la chaudière remise en place; l'explosion se déclara. Le feu ne s'élevant pas tout-à-fait jusqu'à la moitié de la chaudière, produisait toute son activité par dessous. La vapeur s'échappait encore un peu par l'ouverture du rivet qui s'était précédemment ébranlé; cependant à mesure que l'expérience avançait, la fuite parut devenir constante. On pensait par le tems qui s'était écoulé pendant que ra vapeur s'échappait, qu'on serait encore obligé derecommencer l'opération lorsque la chaudière fit explosion. Par suite de cette explosion, un des fonds b, c, fut chassé d'un côté, tandis que l'autre partie de la chaudière fut projetée dans une direction opposée, entraînant avec elle jusqu'à une certaine distance, le cylindre qui servait de fourneau et dans lequel elle était placée. Le feu fut éparpillé dans toutes les directions. L'effet fut semblable àcelui d'un petit mortier éprouvette chargé eu plein:

EXPERIENCES. a4 7 la vapeur mêlée à la fumée ne se produisit pas en grande quantité, et on ne retrouva que peu de traces d'eau. Le fond du bouilleur fut lancé a i5 pieds, et le bouilleur à 6. Quant au fourneau, son poids était de 45 livres, et il fut porté, après avoir été retourné, à 4 pieds de distance. La pression indiquée par le piston jauge fut de 1 1, 7 atmosphères.

En examinant la chaudière, il paraît que le fond b , c, qui fut projeté en dehors , choquait d'abord contre la paroi en tôle du fourneau, qui, ainsi que lui en portait tes marques; le fond se sépara de la c haudière selon la ligne de rivures qui est aussi celle de moindre résistance du métal. L'autre fond convexe avait aussi choqué le fourneau en le retournant, et était venu aveeja chaudière jusqu'à s'appuyer contre la muraille voisine, à 4 pieds de distance. Le piston jauge fut un peu plié pendant l'expérience.

Les circonstances de cette expérience démontrent que, malgré la fuite du rivel, lavapeur'augmentait plus en pression, par suite de l'intensité du feu, qu'elle n'était susceptible de décroître par suite de ta diminution de la quantité d'eau ; et qu'à un certain point

a4 S EXPÉRIENCES.

de tension ( 11 atmosphères ), la chaudière

éclata avec violence.

La fig. ;'ia donne une idée de l'état de la chaudière après l'explosion.

On remplaça ensuite la chaudière de fer pas celle de cuivre. Mais cette dernière, un peu plus longue que la première, ne put pas descendre aussi bas dans le fourneau ; en outre, elle fuyait beaucoup et on fut obligé de renouveler l'eau et de mieux disposer le feu. Lapartieoù se trouvaient les fuites fut tournée en bas : le feu fut renouvelé ; mais la pression eut de la peine a s'élever. Avant l'explosion il n'arriva rien de remarquable; mais dans l'instant de l'événement, une fumée noire et dense mêlée de vapeur se produisit; les briques du fourneau et le feu furent projetés, épars, et la chaudière fut lancée dans une seule masse, à environ quinze pieds du fourneau. Le bruit fut semblable à celui d'un mortier de 8 pouces.

La chaudière fut déchirée comme le montre la fig. Ifi, scion une ligne irrégulière qui fut probablement voisine du niveau de l'eau.

b, etcf, étaient les points qui correspondaient à la partie basse de la chaudière avant l'explosion. La feuille de cuivre du bouilleur

EXPÉRIENCES. 349 était retournée et priée, ainsi que celle des fonds, en divers sens. L'épaisseur du cuivre le long de la ligne de rupture, variait depuis o,025 à o,o35 de pouces, et le métal paraissait avoir supporté une forte chaleur à une des extrémités de la déchirure. Le piston de la jauge était piié, l'écrou s'était brisé et l'inslrumcut entier était fortement endommagé ; il paraît même qu'il avait choqué contre les parois du fourneau. Dans tous les cas, il ne put donner aucune indication sur la pression de la vapeur lors de l'explosion (1).

Les circonstances précédentes démontrent que la vapeur augmente graduellement d'élasticité jusqu'à ce que la chaudière fournisse une issue. Il est possible qu'il y ait une relation entre l'espace occupé par l'eau et celui dans lequel la vapeur est fournie, qui soit plus favorable pour la production de la vapeur, et que quand elle est obtenue, elle donne lieu à une augmentation rapide d'élasticité.

(1) En admettant que la force du enirn soit de 36,000 livres par pouce carre , et qu'elle n'ait pas été altérée par la chaleur, en négligeant aussi les effets de de la température , on trouvera par le calcul que la pression de la vapeur lors de l'explosion , devait êlre d'environ seiie atmosphères. Il n'y a pas de doute qu'elle n'atteignit pas ce chiffre.

a5o EXPÉRIENCES.

Relativement à ce dernier cas, ta trace des sédimens dans la chaudière indiquait qu'il n'y avait dans sa capacité intérieure, quand elle a fait explosion , qu'environ un pouce d'eau.

Ces expériences et les précédentes dont nous avons parlé plus haut, sont directes et concluantes : elles démontrent que toutes les circonstances qui accompagnent les plus violentes explosions peuvent s'expliquer sans l'accroissement spontané de pression dans les chaudières. Il n'y a point de doute cependant que si quelques parties d'une chaudière, par suite del'usureou d'un défaut de construction, etc. . sont devenues plus faibles que les autres, elles peuvent produire des fuites qui préviendraient de semblables catastrophes.

La neuvième expérience que le comité de de Franklin avait à faire, était relative à celle de Perkins, sur la répulsion qu'il prétend exister entre les particules fortement chauffées du fer et l'eau en général, ensuite aux moyens d'obtenir, s'il était possible, une mesure de l'étendue de cette répulsion, en vue de déterminer son influence sur les soupapes de sûreté.

Le premier essai à ce sujet, fut fait sous

EXPÉRIENCES. a5[ la pression de l'atmosphère. Un bassin de fer d'environ ~ de pouce d'épaisseur , et avant le fond perforé de petits trous, fut chauffé avec du charbon du bois jusqu'à la couleur rouge, et on y versa de l'eau. La masse de métal du bassin étant petite, il fut rapidement refroidi à une chaleur au-dessous du rouge, la répulsion qui d'abord se manifesta entre l'eau et le fer cessa, et l'eau s'écoula promptement au travers des ouvertures du fond. Deux bassins plus épais furent employés, un de tôle, ayant f de pouces d'épaisseur, l'autre en fonte de fer de de pouces d'épaisseur ; le fond de chacun d'eus était percé de trous qui avaient environ 0,04 de pouces de diamètre. Quand ces deux vases furent placés sur le feu et remplis d'eau , la température fut plus tôt réduite dans le vase de tôle, mais jusqu'à ce que cette réduction se fut opérée, les résultats furent les mêmes que pour le bassin en fonte de fer. Dans ce dernier, l'eau restait sur le fond sans passer au travers des trous, soit en vapeur, soit à l'état liquide. La vapeur se formait lentement et s'échappait par la surface ouverte du vase exposée â l'air libre.

La masse du liquide était à une tempéra-

îS, EXPÉRIENCES.

-ture au-dessous du point d'ébullition. Les ouvertures étaient très visibles et paraissaient

■«'être contractées d'environ la septième partie de leur diamètre. La répulsion était telle que l'échappe me nt du liquide devenait très difficultueuse, plus que ne l'est celle du mercure à une -température ordinaire. En remuant le vase sur le feu , l'eau ne passait pas encore, et ce ne fut que quand il commença use refroidir, que quelques particules d'eau passèrent par intervalles au travers des ouvertures. A une température plus basse, de larges gouttes d'eau furent ramassées et elles finirent par se former en filet. Quelques mesures assez grossières de la quantité d'eau filtrée quand le bassin fut chauffé dans de l'eau à diverses températures, démontrèrent les grandes diminutions qui résultent d'une forte chaleur. Ces résultats n'étaient pas dus à l'obstruction des ouvertures par suite de la dilatation du métal par la chaleur, puisqu'elles étaient très visibles à la chaleur rouge.

Les mesures rapportées ci-dessus furent celles-ci : A i4° 5, 3 f onces d'eau passèrent au travers des trous du bassin de fonte

»D 5o secondes. La masse entière d'eau étant *e4 onces.

EXPERIENCES. »SÏ Dans une iutre expérience à i5o,5, C. 3 ~ , d'onces passèrent au travers des trous. L'eau à i4°3, ou à i5°,5 étant versée dans le bassin préalablement chauffé à a6°,6, 3 7 onces d'eau filtrèrent. Quand il fut chauffé à ?6»,5, 3 ï onces passèrent dans le même tems, et quand il fut chauffé à 343", il n'en passa que s ~.

Dans une autre série d'épreuves, le même bassin étant chauffé jusqu'au rouge, quatre onces d'eau furent parfaitement repoussées pendant i5 secondes, et pendant la première demi-minute, ; d'once seulement passèrent au travers des ouvertures. Le bassin se refroidissant , de cette quantité de quatre onces, 1, jl, filtrèrent en 3o secondes, et ensuite a, 7 dans le même tems.

On peut induire de ces expériences que la force de répulsion entre l'eau et un métal chauffé est appréciable même à des températures modérées, et qu'elle s'accroît avec l'augmentation de température du métal, celle de l'eau étant dans chaque cas la même. Elles confirment sous ce rapport, les lois de la vaporisation de l'eau par un métal à différentes températures.

La pression de la colonne d'eau supportée aa

B 5( EXPÉRIENCES, par les ouvertures, à la température de3q5* et à celle de 4s5 : ', qui correspond à celle du fer rouge, était moindre que celle qui •est relative à 1 j pouce d'eau d'épaisseur.

L'expérience de Perkins, qui fait plus particulièrement l'objet de ces recherches, reposait sur une observation qu'il avait faite et d'où il était résulté que quand une ouverture était pratiquée à un de ses générateurs contenant de l'eau fortement échauffée et en contact avec le métal rouge , la vapeur ni l'eau ne s'échappait par elle, et si on appliquait au même vaisseau un tube à robinet, il ne s'échappait pas encore quand il était ouvert.

Pour s'assurer de ces faits, trois ouvertures de ^, j et ~ de pouce furent pratiquées sur les côtés d'une bouteille à mercure en tôle (i). Elles furent bouchées au moyen d'un tampon conique surmonte d'un levier qui donnait de la facilité pour les enlever. Cette bouteille fut placée au milieu du cylindre de tôle dont on s'était déjà servi lors des expè-

(i)Comme il ne parut pas au Comité que les essai* en question pussent procurer que] qu'utilité quant à i'appllcalion aus soupapes de sûreté , on ne crut pas devoir faire les fiais d'un appareil particulier dispose loul exprès.

EXPÉRIENCES. 955 ricnces sur les effets des explosions , et un fourneau en maçonnerie fut établi au-dessous de la bouteille et autour du cylindre de tôle. Ce dernier avait aussi pour but de garantir les observateurs en cas d'explosion de la part de la bouteille . Cet appareil fut placé dans une fosse carrée adjacente à celles qui avaient déjà servi lors dos explosions des chaudières.

On introduisît de l'eau dans la bouteille et on la remplit; après cela elle fut bouchée avec soin,, avec un bouchon à écrou solidement fixé et rivé au moyen du marteau.

Le feu fut allumé et la flamme s'éleva audessus de l'appareil, après avoir rempli tout l'espace compris entre la bouteille et le cylindre en tôle ; un cordon fut attaché au levier du plus petit tampon : bientôt le feu s'alluma avec vivacité et on s'aperçut qu'une petite quantité de vapeur se mêlait avec la fumée et l'air échauffé qui s'élevaient au-dessus de l'appareil. Environ vingt minutes après le commencement de l'expérience, la fuite de vapeur parut s'accroître, et on essaya, mais sans succès, de l'arrêter; dansce tems on vit la bouteille acquérir la chaleur rouge obscur. On pensa qu'une petite portion de l'eau avait

aSS EXPÉRIENCES, pu s'échapper par la plus petite ouverture qui n'était pas parfaitement tamponée , et on devait la supprimer, mais peu de minutes ayant suffi pour donner a la bouteille une chaleur complètement rouge, la plus violente explosion s'en suivit, des parties de la bouteille furent projetées en l'air, le cylindre de tôle fut déplacé , le fourneau mis en pièce et le feu lancé dans le voisinage. Après avoir achevé d'éteindre le feu , on trouva que le cylindre qui, avec tout son appareil pesait environ 61 J livres avait été déplacé de quatre pieds au-delà de son siège; les leviers des tampons avaient été brisés, le fond de la bouteille s'était enfoncé dans le sol en passant au travers des débris du fourneau. Une narre de fer qui supportait le cylindre, fut lancée a trente pieds et s'enfonça de trois pouces dans le sol au terme de sa chute. Des fragmens de la bouteille furent trouvés à 90 pieds de distance du point de l'explosion, ayant pénétré à deux pieds dans le sol. Le bruit fut semblable à un coup de canon do 1 2 fortement chargé.

Cette eipérience prouve d'abord que la vapeur produite par de l'eau fortement échauffée peut très bien pénétrer au travers

EXPÉRIENCES. aïj d'une très petite ouverture. Quoique cela ne prouve rien relativement à un vaisseau qui ne contient que de l'eau, cependant on fut témoin d'un effet qui s'est produit quand il n'y avait qu'une très petite quantité de vapeur dans l'appareil. Cette expérience a vérifié les inductions de la théorie, qu'une petite portion d'eau fortement chauffée, peut se produire eu vapeur explosive quand spontanément on diminue la pression; elle montre aussi le grand danger que l'on court à expérimenter sur de l'eau fortement chauffée, morne dans des vaisseaux très résistans où on lui a ménagé les moyen? de pouvoir se dilater, ce qui est contraire à l'opinion de beaucoup de personnes ; enfin elle montre qu'il est très dangereux d'essayer de répéter les expériences de Perkins à moins qu'on ne se serve d'un appareil capable de résister aux plus hautes pressions.

Les expériences du comité de Franklin, sur les soupapes de sûreté, sur leur adhérence aux parois de leurs sièges et sur la préférence qu'on attache à la forme de disques, n'ont rien offert de particulier qui mérite de prendre place ici. Il en est de même des incrustations ou dépôts qui se forment dans l'inté-

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a 58 EXPÉRIENCES, rieur des chaudières. Quant aux expériences laites pour constater les forces relatives de la Tapeur d'eau saturée à différentes températures, la table qui a été dressée a ce sujet par MM. Arago et Dulong nous paraît mériter toute la confiance du public : nous l'avons donnéedans le commencement de ce volume.

La conclusion générale du rapport de l'institut de Franklin fut que les explosions peuvent être le résultat d'une augmentation graduelle de pression même dans une chaudière où le niveau d'eau est bon. Que ces accidens peuvent être produitspar le défaut d'action de la part des soupapes de sûreté et de la jauge ù mercure , ou par l'imprudence des chauffeurs ou mécaniciens qui , voulant augmenter l'effet de la machine, surchargent la soupape de sûreté. Que l'adhésion des soupapes sur leur siège a été reconnue possible par suite d'un événement arrivé sur le paquebot le Législateur, dont la soupape ne se souleva pas quand le manomètre indiquait une pression sous laquelle elle devait cependant fonctionner. Que cette adhésion est due plus particulièrement à un étatstationnaire trop prolongé des disques sur leur siège , et qu'il convient de les déranger de tems en tems en les soulevant.

EXPÉRIENCES. »5 9 Que l'expérience de M. Clément, de laquelle il résulterait qu'une pression inverse s'établit au-dessus des disques quand ils sont soulevas d'une petite quantité, n'a pas été confirmée dans les expériences du comité. Que si cette différence entre les résultats obtenus dépend des proportions entre la surface des disques et celle de l'ouverture, il est possible d'y obvier entièrement, en augmentant ces mêmes proportions, et en construisant les leviers de manière à ce que la «barge qui appuie la soupape , diminue à mesure que le soulèvement s'opère. Quant à la forme de soupape , le comité recommande les disques plats, d'un diamètre qui n'excè de pas une fois et demi celui du siège; que chaque chaudière soit pourvue de deux soupapes , capables de décharger la vapeur produite dans le travail ordinaire de l'appareil. La première sera étampée et marquée par le constructeur même.

Le levier gradué d'après le calcul, portera l'indication des différentes charges , et celle maxîma sous laquelle elle doit s'ouvrir , quand le poids mobile sera placé à des distances convenables sur le levier. Le poids ne pourra pas s'éloigner de ectto dernière position. JU secoode soupape sera chargée d'un

a6o EXPÉRIENCES, poids immuable correspondant à la pression sous laquelle la machine doit travailler. Cette soupape doit être fabriquée de manière à ce qu'elle puisse se soulever, mais non pas de manière à ce qu'elle puisse être surchargée . d'un poids additionnel. Elle doit être enfermée sous clé, sans cependant que sa cage empêche les fonctions de la soupape, qui doit pouvoir se soulever au moins d'une quantité égale a la moitié de son rayon.

On attachera à la soupape a vue une corde pour la remuer quand l'autre fonctionne, et on s'assurera au moins une fois toutes les deux heures du jeu de chaque soupape. Le comité recommande aussi l'emploi des manomètre!

ouverts à mercure , et celui des thermomètres pour s'assurer de la température de la vapeur sa lu ré*;.

Relativement aux plaques fusibles, le comité pense qu'aucune application utile ne peut en être faite.

Le comité ne doutant pas que les luttes ou concours de vitesses n'aient été une des principales causes d'explosion, pense qu'il serait utile de les défendre par une loi.

Les expériences du comité sur les cas d'explosions produites par la présence d'un roé-

tal surchauffé dans la chaudière , produisirent les conclusions suivantes.

Dans une chaudière a Tapeur convenablement construite, aucune partie du métal n'est exposée à l'action directe du feu , sans êlrc immcdialirientciiconlact avec l'eau. La température du métal ne peut s'élever au-dessus de celle de l'eau, qui est déterminée par la charge de la soupape de sûreté. Quand, par quelque cause particulière, le métal n'est pas dans de pareilles conditions , il se surchauffe , et le danger peut provenir de deux circonstances particulières, la première, de ce que le métal est devenu moins résistant, la seconde, de ce qu'il se transforme en réservoir de chaleur qu'il cède a l'eau, pour le convertir en vapeur fortement élastique , quand cette dernière se met en contact avec lui.

Par ces expériences, le comité a trouvé ce fait curieux, que la ténacité du fer s'accroît à mesure qu'on élève sa température jusqu'à une certaine époque, maximum qui correspond à une température supérieure a celle sous laquelle beaucoup de machines a vapeur fonctionnent. Passé ce maximum, la ténacité décroît rapidement ; à la chaleur rouge,

i6» EXPÉRIENCES, elle n'est plus qu'un 7 de ce qu'elle est à la température ordinaire. La ténacité du cuivre décroît, a partir de la température de 3a* F. ( 0° cent. }

Relativement à la vapeur d'une forte élasticité qui peut se produire par le contact de l'eau contre le métal surchauffé , on a vu , par les expériences de Klaproth, que des gouttes d'eau introduites successivement dans un bassin de fer chauffé jusqu'au rouge, se vaporisaient d'autant plus vite que le métal perdait de sa température. Dans les expériences de Perkins ou d'autres personnes, une .grande quantité d'eau contenue dans des vaisseaux fortement chauffés, se vaporisait lentement. H est vrai que par une injection d'eau dans un cylindre de fer très chaud , M. Perkins trouve un accroissement spontané d'élasticité ; mais il attribue cet effet à la vapeur surchauffée et désaturéc que le cylindre contenait, et au travers de laquelle on opérait l'injection. Le comité a trouvé que la température à laquelle le fer dans son état de propreté ordinaire vaporisait le plus promptement des gouttes d'eau, était celle de 534° F- (167,5° cent ). Le développement de la force répulsive est si rapide au-dessus de cette tem-

* EXPÉRIENCES. a63

pératurc, que les gouttes d'eau qui exigeaient une seconde pour disparaître à la température du maximum de vaporisation , en demandaient 1 5a quandle métal était chauffé à 3p,5 ■ F. ( 2oi*,6 cent). Un huitième d'once d'eau introduite dans un bol de fer de £ de pouce d'épaisseur , chauffé au moyen d'un bain d'huile a latcmpératurede546°F. (286° cent.) fut vaporisée en quinze secondes, tandis que à la température de 5o7° F. ( 264° cent. ) , qui est celle de la plus grande vaporisation, dans ces circonstances, elle disparaissait en treize secondes. L'effet refroidissant de l'eau sur le métal, est ici . démontré d'une manière frappante par l'augmentation de température à laquelle ce dernier avait été porté au commencement de l'expérience, afin d'obtenir la plus rapide vaporisation. Une autre explication de même genre est fournie par la comparaison de la température donnant la plus rapide vaporisation quandle métal du bol est chauffé par un bon ou mauvais conducteur , avec un bain d'étain ou d'huile ; avec une surface rugueuse , un bol de fer d'un quart de pouce d'épaisseur vaporisait un huitième d'once d'eau plus rapidement ù la température de 555° F. (390° cent.) , quand ce bol

afii EXPÉRIENCES, était échauffé au moyen d'un bain d'huile ; que lorsque le bol était chauffé par un bain d'étain , dans ce cas, la température correspondante n'était que de 5o8° F. {264° cent. )

En donnant de l'extension à cette idée , nous trouvons la limite d'action de l'eau jetée en grande quantité sur un métal surchauffé ; quand cette quantité s'accroît de 16 fois son poids ou d'un huitième d'once àdeus onces, la température de la plus grande vaporisation passe de 460° F- ( 237° cent.) à Ooo» F.

( 3 1 5" cent. ) : la surface du métal étant polie et la chaleur étant appliquée au moyen d'un bain d'étain. Maintenant, quoique les différences dans la manière d'appliquer la chaleur puissent altérer ces températures, il est évident qu'elles s'élèvent avec l'accroissement de la quantité d'eau jetée sur le métal. Dans le cas où le bol fût rempli d'eau autant qu'il pouvait en contenir , et sans qu'il y eût perte par l'ébullilion , la température de la plus grande vaporisation sur une surface polie fut de 600° F. (3i5° cent. ) ou environ aoo" F. (m°) au-dessous de la chaleur rouge, elle serait par analogie plus élevée, si la surface du métal était rugueuse ou oxidée.

EXPÉRIENCES. af>5 Ces observations rendent raison de la production de Tapeur fortement tendue qui fut le résultat, dans les expériences du comité, d'une injection d'eau dans une chaudière chauffée jusqu'au rouge clair. Dans une de ces expériences, une injection de 10 onces «l'eau, accrut en moins de deux minutes l'élasticité de la vapeur à plus de 1 2 atmosphères et produisit une espèce d'explosion. Les remarquée faites dans cette expérience montrèrent que partout où l'eau glissait au fond de la chaudière, le métal s'obscurcissait d'abord par une réduction spontanée de temperature, et cela dans les circonstances défavorables d'une quantité d'eau limitée. Le fond de la chaudière était propre, mais non pas poli, le tems pendant lequel se produisit la Tapeur explosive dans cette expérience, ne peut pas encore servir de règle ; mais on peut affirmer qu'une soupape de sûreté qui, dans les circonstances ordinaires pourToirait avec efficacité à une accumulation de vapeur, serait tont-à-fait insuffisante dans le cas dont il s'agit.

Plusieurs exemples confirment les résultats de cette expérience.Le mécanicien du Grampus s'aperçut que l'appareil évaporatoire de ce naaï

a 66 EXPÉRIENCES, •vire qui se composait de 6 cylindres de 38 po. de diamètre, contenait très peu d'eau; au moment où l'alimentation se produisit, les 6 cylindres firent explosion simultanément. Quand un des bouilleurs du Car of commerce fit explosion, il fut bien reconnu que la pompe alimentaire était dérangée et qu'elle ne fournissait plus la quantité d'eau nécessaire, et ce fut précisément au moment même où l'appareil alimentaire fut rétabli en bon ordre, que le sommet du bouilleur se détacha avec explosion. Ce bouilleur parut être d'une construction différente de celles avec lesquelles il communiquait.

II ne faut pas cependant inférer de ce qui vient d'être dit, que l'explosion est une conséquence nécessaire de la présence d'un métal surchauffé; car on a des exemples de garnitures de pistons brûlées, de chemises en bois, de cylindres et de chaudières, qui se sont enflammés sans qu'on pût attribuer ces évenemens à la proximité des fourneaux.

Les autres circonstances auxquelles le comité pense pouvoir attribuer les explosions où les destructions, sont dues aux défauts de construction des chaudières et des appareils continus, au manque de soin et à l'ignorance de

EXPERIENCES. i6j ceux à qui on confie les machines u vapeur, enfin sus cas d'écrasemens résultant du vide qui pourrait se produire dans l'intérieur des chaudières.

JJBSDHBS iHCLUSSB COHF1BEE9 AUX H1SBBES FEiflCllSES.

Mesures de longueur.

Pouce ( j 1 , du yard ) a,53gg54 ceniimèt.

Pied ( -\- du yard ) 5,o47944g décimé!.

Yard impérial 0,9i438548 métrés.

Salhom (a yards) 1,82876696 Idem.

Pôle ou perch (5 J yard»).. 5,03911 Idem.

Furlonp (aao yards) ?oi,i643; Idem.

Mile (1760 yards) 1609,3149 Idem.

Millimètre o,o3g57 pouces.

Centimètre 0,393708 Idem.

Décimé Ire 3, 93708 Idem.

39,37079 Idem.

3,180899 P ieas -

i,og3633 yards.

Ire 6,ai38 miles.

Mesures de superficie.

Yard carré 0,836097 met carré.

Eod (perche carrée) a5, 391939 Idem.

Eood (1310 yards carrés).,. 10,11677s ares. .

Acre (484o yards carrés), , . 0,404671 hectares.

FrinçaiHi. Anjlrfm.

Mètre carré i,ig6o33 yards carr.

Are , 0,098840 rond.

Hectare a, 47361 4. acres.

Mesures de capacité.

Anflûn». Ftjoçalies.

Pint ()-de gailnn) 0,56793a litre».

Quart (j de gallon) i,i35864 Idem.

Gallon impérial 4,54345794 Idem.

Peck (3 gallons) 9,0869159 Idem.

Buschel (S gallons) 36,347664 Idem.

Sack (3 boschels) 1,09643 hectolitr.

Qiiarler (S buschels) 3,907813 Idem.

Clialdronfusacks) i3,o85i6 Idem.

Françaises. Anslaisti.

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Décalitre.'...'..!.'..!...'..

Hectolitre