CHAPITRE PREMIER

THÉORIE GÉNÉRALE DES LOCOMOTIVES

JVolion* préliminaire.

La vapeur, employée comme force motrice, donne naissance à 3 phénomènes principaux , dont :

2 physiques, la combustion et la vaporisation ; 1 mécanique , le travail de la vapeur.

C'est l'élude de ces 3 phénomènes qui fera l'objet de ce chapitre.

Avant de commencer, nous croyons utile de rappeler les diverses propriétés des corps dont il sera fait mention. i-> Inertie.

C'est h propriété dont jouissent les corps de conserver

THÉORIE GÉNÉRALE DES LOCOMOTIVES. 23

indéfiniment l'élat de repos ou de mouvement dans lequel ils ont èlê abandonnés , si aucune force ns tend à les en distraire.

C'est l'attraction normale, à sa surface, qu'exerce la terre sur tous les corps qui l'environnent.

On nomme intensité de la pesanteur la quanlilè dont croit , à chaque seconde , la vitesse d'un corps tombant d'une certaine hauteur : celte quantité, mesurée par expérience, a été trouvée égale a 9 m ,8088 (51 pieds) pour tous les corps tombant dans le vide.

On appelle poids d'un corps, la résultante de toutes les actions parallèles de la pesanteur sur les molécules de ce

Lorsqu'un corps est en repos , ou doué d'nn mouvement uniforme en sens contraire de l'action de la pesanteur, c'est

3 D'alors il est sollicité par une force égale et opposée à cette ernière. Dans le premier cas, le corpsaétè abandonnés l'état de repos; dans le deuxième il a été abandonné à l'état de mouvement par nne force accélératrice autre que celle qui fait équilibre à la pesanteur , et se meut avec la vitesse acquise au moment de la séparation.

Le poids du corps représentant l'attraction de la pesanteur vers la terre, ce même poids représente aussi la valeur de la force qui mainlienl l'équilibre par son action en sens contraire. Le mouvement d'une force constitue ce qu'on appelle un travail ; le travail est le produit de la force par le chemin parcouru dans un espace de temps considéré. Les poids des corps l'exprimant en kilogrammes , les forces s'expriment aussi en kilogrammes , et les chemins parcourus en mètres. Le produit d'une force par le chemin parcouru, ou le travail , s'exprime alors en Itilogrammètres dont l'unité est le produit de 1 kilogramme ( 2 livres ) par 1 mètre (5 pieds).

Le travail de 1 cheval-vapeur par " est égal à 75 Itilogrammètres , c'est-à-dire à une force de 1 kilog. (2 livres ). parcourant 75 mètres (38 toises) par " ou une force de 15 kilo(. (150 livres) parcourant 1 mètre (3 pieds) par", etc. Ainsi , pour élever 75 kilog. (iiiO livres ) à 1 mètre (3 pieds) dans nne seconde, on appliquera à ce poids un cheval opposant , par une série de poulies de renvois combinés, une force de 75 kilog. (150 livres) égale, et contraire à l'action

2° Petanleur.

de la pesanteur , puis on fera arriver sur le corps une force accélératrice telle que par son choc elle imprime une vitesse uniforme de 1 mètre (3 pieds) par ", et le corps s'élèvera indéfiniment bd conservant celle vitesse tant que l'action du cheval agira dessus. Nous insistons snr ce fait afin que l'on nous comprenne plus loin quand il sera question de la mise en marche des convois. Ce n'est pas le travail delà force qui accompagne le corps , qui imprime le mouvement uniforme, il ne Fait qu'équilibrer les forces qui tendent sans cesse à le détruire. Le mouvement a été donné par une force accélératrice initiale , et se continue en vertu de l'inertie de la matière. 3» Detuité.

C'esl le rapport entre le poids d'un volume dece corps à 0° el celui d'un égal volume d'eau distillée à 4° 1 du thermomètre centigrade , soui la pression 0 m ,16 (28 pouces ) de mercure, le poids du volume d'ean étant considéré comme unité.

40 Chaleur lenn'&fe.

La chaleur sensible d'un corps esl celle qu'accuse au thermomètre la température de ce corps.

50 Chaleur latente.

La chaleur latente d'un corps esl celle, inappréciable au thermomètre, que ce dernier absorbe en passant de l'état solide à l'état liquide , et de l'état liquide à l'étal gazeux.

Dans tous les cas, l'unité de chaleur est la quantité de celte dernière nécessaire pour élever 1 kilog. (S livres ) d'eau de 1".

6° Capacité calorifique.

C'est la quantité de chaleur qu'un poids donné d'un corps absorbe proportionnellement a. un même poids d'eau pour que sa température s'élève d'un même nombre de degrés , ta capacité calorifique de l'eau étant 1.

7° Pvitumee calorifique.

' C'est le nombre d'unités de chaleur que développe 1 kilos. (2 livres) de ce corps pendant sa combustion ou combinaison avec l'oxigèue.

6° Dilatation.

C'est la propriété dont joui aient loua les corps d'dugmenler de volumes par la température , el les fluides élas-

tiques en outre, par la diminution de pression -, les coefficients de dilatation , pris par rapport au* vol innés des corps eux-mêmes, à des températures déterminées, sont pour un ou plusieurs degrés définis du thermomètre centigrade.

ARTICLE I«r. combustion.

g jer. — De la combustion en général.

La combustion est une oxidalion ou combinaison d'un corps simple avec l'oxigène.

Suivant la nature du corps et sa température, les produits de la combustion sont solides, liquides on gazeux.

Un des principaux phénomènes de la combustion, c'est l'élévation de température qu'elle occasionne ; cette propriété,

employée et la rapidité avec laquelle se Taille renouvellement des surfaces en conlact, est , avec la lumière, celle que l'on met le plus il profit dans les arts. Dans ce cas, les corps simples, qui sont les plus propres à être employés, sont ceux que l'oiigène attaque le plus facilement. Parmi ces derniers, il en est qui, pour des quantités égales de chaleur développée, coûtent plus cher les uns que les autres; les différences mêmes de prix de revient sont tellement sensibles que le nombre de ceux adoptés dans les arts se réduit à 1, le carbone, principal composant des matières organiques, dont l'oxidation donne pour résultat de l'acide carbonique, gazeux jusqu'à des températures bien au-dessous deO°. 1 00 parties en poids d'acide carbonique contenant :

Carbone 27,56

Oxigène 72,64

la quantité d'oxigène nécessaire à la combustion de 1 Vilog. ( 2 livres 5 gros 35 grains) do carbone est donnée par la proportion :

27.36 : 12.64 ; : 1 ; x = 2k.655 L'oxigine s'extrait de l'air dont il occupe les 0,21 , eu volume, le reste étant occupé par l'azote, corps incapable d'entrer en combinaison, autrement qu'à l'état unissant. Le produit de la combustion, en supposant que tout l'oxigène a été absorbé par le carbone, est un mélange d'acide carbonique et d'azote.

1 mètre cube {29 pieds cubes) d'air à 0°, sous la pression Machina Locomotivet. 3

de O m ,76 {28 pouces) de mercure, pèse 1 kilog. 3 {2 livres

10 onces 4 gros).

1 mètre cube (39 pieds cubes) d'oxigène, dans les mêmes circonstances de température et pression, pèse: 1.1026 X lk.3 = lk.4334.

Le poids d'oxigune nécessaire à la combustion de 1 kilog. ( 2 livres 5 gros 35 grains ) de carbone étant 2 k. 653 ( 5 livres 6 onces 6 gros 18 grains), te volume de cetoiigèneàO 0 , ions la pression 0>»,76 (28 pouces) , est s 2.655

-TïâsT -»-.«■»

Le nombre de mètres cubes d'air pesant 1 k. 3 ( 2 livres 10 onces 4 gros) nécessaire à la combustion de 1 kilog. (2 livres 5 gros 35 grains) de carbone, est donc : 1.85

1 mètre cube (29 pieds cubes) d'acide carbonique pèse 1.5245 X lk.3 = lk. 982 & 0», sons ia pression 0™,76 (28 pouces) de mercure. Il contient 72.64 p. lOOoxigene; donc 1.982 X 0.7264 = 1 k. 4334 , qui est précisément le poids de 1 mètre cube (29 pieds cubes) de ce dernier. On conclut de la que , chimiquement , il n'y a pas augmentation de- volume par la combustion.

Un kilogramme ( 2 livres 5 gros 35 grains) de carbone pur émet , en brûlant , 7300 unités de chaleur. Suivant la pureté des combustibles dans lesquels s'opère sa combustion , les quantités de chaleur êmiies par 1 kilog. (2 livres 5 gros 55 grains) de chacun d'eux sont variables. Les principaux com- Sustibles employés dans les arts et classés par ordre de pureté, sont : Puissance calarifiqnti de 1 kilogramme.

1° Le charbon de bois 7300 unilésde chaleur.

2° Lecokeoucharbondehouille. 7000 5° Le charbon de tourbe .... 6400

4» La houille 6000

5° Le bois sec , . 3500

6° La tourbe. . 3000

Parmi ces six substances , trois brillent coroplèleuent , ce

sont : le charbon de boit , h coke et le charbon de tourbe ; les trois autres dégagent de la fumée ou mélange de earbona eu poussière excessivement Cas avec divers hydrogènes cai~ bonés, provenant d'huiles essentielles contenue» dans le combustible, susceptibles d'être brûlées, mais à certaines conditions qu'on ne peut toujours remplir.

Les prix de revient, relatifs de l'unité de chaleur produite par ces différents combustibles, sont , à Paris :

charbon de bois. . . . 2.77 houille 1

coke 1.34 bois 1.S3

charbon de tourbe . . i.SO lourhe 1.10

La quantité d'air lancé dans les foyers par kilogramme de carbone brûlé, n'est jamais la même que celle théoriquement nécessaire pour produire sa combustion ; elle est plus considérable , cela parce que l'oxigène , étant très-dissêminô dans l'air , ne peut être absorbé complètement dans son passage a travers le combustible. D'après les quelques expériences qui ont été faites à ce sujet , la quantité d'air employés à la combustion dal kilog, (2 livres 5 gros 35 grains) de carbone ne dépasserait pas 25 mètres cubes ( 3 toises 3 /<o cubes); généralement on admet 18 mètres cubes (2 toises % 0 cubes pesant 29 kilog. (SSliv.Sonces); mais il n'y a rien de positif dans celte donnée, en ce qu'elle varie suivant les formes et dimensions des foyers. Les appareils où des expériences sur cette matière seraient le plus faciles a faire sont les chaudières de Locomotive , parce que les dimensions et formes de ces dernières sont à peu près constantes. Il est probable que pour des vitesses différentes imprimées à l'air, on obtiendrait des résultats différents, non- seule oient sur la quantité d'air employé, mais encore sur sa température à la sortie du foyer, deux renseignements indispensables à la détermination du ma xi mu n d'effet utile, que l'on pent retirer de 1 kilog. {2 livres 5 gros 35 grains) deTûke brûlé.

En effet, tout le monde sait que pour activer la combustion , ilfanl renouveler plus souvent les surfaces en contact, c'est-à-dire accélérer la vitesse de l'air qui traverse le combustible; ce fait découle naturellement du phénomène chimique qui se passe pendant la combustion. Un autre fait non moins important , et que tout le monde connaît aussi , c'est que l'activité de la combustion qui amène nécessairement une augmentation de chaleur produite dans un

S3 théobie générale

temps donné , entraîne avec elle un accroissement de température. Or, cet accroissement de température ne peut être attribué qu'à l'une ou plusieurs des trois causes suivantes :

1° Ou la quantité d'air, nécessaire à la combustion de i kilog. (2 livres 5 gros 55 grains) de coke, restant constante , quelle que soit sa vitesse , la quantité de chaleur, emportée par lui hors du foyer , est en raison inverse de celte vitesse.

2° Ou la quantité de chaleur ahsorbée par l'air restant constante , quelle que soit sa vitesse , la quantité d'air consommé par 1 kilog. (2 livres 5 gros 35 grains ) de coke, est en raison inverse de celte vitesse.

3° Ou les quantités d'air nécessaires à la combustion de 4 kilog. (2 livres 5 gros 35 grains) de coke, ainsi que les quantités de chaleur absorbées par cet air étant quelconque» , la vitesse de transmission du calorique produit ans surraces environnantes croît dans une moindre proportion que la production de ce calorique.

Il est probable que les trois effets ont lieu en même temps, c'est-à-dire que la ehalenr. emportée par l'air est d'autant moindre que sa vitesse est plus considérable , parce qu'il a j^oins de temps pour s'échauffer; que la quantité d'air employé à la combustion de 1 kilog. ( 2 livres 5 gros 35 grains) de coke est moindre aussi parce que , la température étant plus élevée, l'attaque est plus facile; qu'enfin, la faculté conductrice des métaux étant proportionnelle à la différence des températures des milieux environnants, la quantité deehalenr transmise par la surface de la chaudière dans un temps donné, n'augmente que quand la température du foyer a d'abord augmenté. Il résulte de là qu'on doit produire la combustion avec le plus d'activité possible, pour avoir le plus de chaleur possible utilisée par rayonnement ; et on doit toujours tendre vers le dernier résultat, car la chaleur emportée par l'air hors du foyer n'est que très-imparfaitement communiquée aux surfaces qu'on lui fait lécher dans son passage à travers les canaux de circulation.

Mais , de l' accroissement de vitesse imprimée à l'air , résulte augmentation de travail à dépenser pour produire le tirage. Il y a une limite à déterminer: celle limite est pour le maximum d'effet utile donné par le combustible , quand le travail absorbé par le tirage a été retranché. Nous verrons par la suite quelles sont les différentes circonstances

Des locomotives. 39 qui tendent à faire varier les résultats que l'on pourrait obtenir par expérience sur une locomotive donnée.

g 2. — Combustion dans ht locomotive! .

Le combustible des locomotives esi le coke ; les qualités qoi le font préférer sont :

1° Celles qu'il possède en commun avec les charbons de bois et de tourbe , et qoi se résument ainsi :

Ne pat donner de fumée par sa combustion. À poidi égal développer une plu» grande quantité de chaleur que le* troi» attire» eombustiblet. Pouvoir brûler en grande maue et , parlant, exiger moins de surface de grille pour une même quantité brûlée dans un temps donné.

Ne pas attaquer, comme le feraient la houille et la tourbe, le» parois des foyer* par suite de la présence du soufre , et nepa* engorger les canaux de circulation par les dèpûts de produits bitumineuse.

2° Celle qu'il possède par rapport aux charbons de bois :

Donner à beaucoup meilleur marché, du moins en France, Belgique et Angleterre , des quantités égales de chaleur.

3° Celles qu'il possède par rapport au charbon de tourbe :

Eire plus répond» dam le commerce; être de qualité maint variable, donner moin» de cendre» à poids égal; exiger moin» de surface de grille ; surtout, être beaucoup mieux purgé pratiquement du toufre que contenait la tubstance dont on l'a extrait,

La combustion , dans les locomotives , ayant pour but la vaporisation de l'eau, s'effectue dans, un foyer dit cotise à feu, entouré de toutes paris de ce liquide, et communiquant à la cheminée par une série de petit canaux appelés tube», dans lesquels l'air brûlé se refroidit avant de se dégager dans l'atmosphère; entre les lobes et la cheminée proprement dite est un espace assez grand par rapport au* sections de ces derniers , cl dit boîte à fumée.

L'air froid , arrivant sous la grille, rencontre le combustible, qu'il tend à traverser avec une vitesse déterminée par la différence des pressions entre l'extérieur et l'intérieur; mais, bientôt, cette vitesse est ralentie non-seolement par son frottement contre le combustible , mais encore par la difalatioti qu'il éprouve en s'échauffanl.

Au sortir du combustible, l'air entre dans la caisse à (eu dont la section , égale à celle de la grille, dégagée de ses

30 THÉORIE GÉWÉHÀIE

barreau* et de son combustible, diminue encore la vitesfe dont il était doué auparavant. Après la caisse à feu , viennent les tubes dans lesquels la vitesse est déterminée par la différence de pression qui existe enire la caisse à feu et la boîte a fumée; comme la l'air se refroidit a mesure qu'il avance, son volume diminuant, la vitesse tend à s'aceélérer de plus en plus ; mais il y a les frottements dans les tubes qui s'opposent a ce que celle accélération ait lieu proportionnellement au refroidissement.

Au sortir des tubes, l'air entre dans la boîte à fumée, dont la section , étant très-grande par rapport à celle de ces derniers, ralentit encore la vilesse de l'air jusqu'à son entrée dans la cheminée où elle est maxima.

Le tirage est produit physiquement et mécaniquement: physiquement, parla différence de poids de l'air intérieur compris entre le plan horizontal de la' grille et le plan parallèle du sommet de la cheminée, par suite de la température ; mécaniquement, au moyen des appareils employés à compléter, soit par inspiralion, soit par aspiration, la qr-an'-tè d'air nécessaire à la combustion dans un temps donné.

Les vitesses dans la boîte a feu et la boîte a fumée étant très-faibles par rapport aux autres, on peut, dans la recherche du travail à dépenser pour produire la combustion, tes considérer comme nulles; alors tout le travail consiste s. faire passer l'air au travers de la grille , des tubes et de la cheminée avec des vitesses que nous déterminerons. 8 3. — Travail de la combudio*.

Nous appellerons ;

If, la pression , eu mercure, de l'air sous la grille, en amont du combustible.

h, la pression de l'air brûlé en aval du combustible, an moment d'entrer dans la boîte a fen.

11', la pression dans la boîte à feu, en amont des tubes.

h', la pression en aval des tubes, au moment d'enlret dans la boite à fumée.

Il", !a pression dans la boile à fumée , en amont de la cheminée.

h", la pression en aval de la cheminée , au moment de sortir de celle dernière.

H'", la pression du milieu dans lequolla fumée entre en sortant de la cheminée.

DBS lOCOMonVBS. 31 I, la température de l'air entrant sont la grille, i', la température dans la boîle à feu.

1", la température dans la boite a fumée, v , la vitesse de l'air entrant dans la boite îi feu. e', la vitesse de l'air entrant dans la boite à fumée. v", la vitesse de l'air sortant de la cheminée. S, la surface de la grille.

a , la section d'éconlemenl a travers celle dernière . S', la section des tubes.

la section d'écoulement a travers ces derniers. S", la section de la cheminée.

a", la section d'écoulement a travers celle dernière.

V , le volume introduit par " sous la grille a 10».

V', le volume d'air entrant par " dans la boite a feu a la température (' et la pression h.

V". le volume entrant dans les tubes par ".

V", le volume d'air entrant par " dans la boite h fumée a la température l" et la pression k f .

y"", le volume d'air sortant de la cheminée à la température t" et la pression h" .

P,le nombre de kilog. de coke brûlés par ".

p , le poids d'air employé à la combustion de 1 kilog. de

c, la capacité calorifique de l'air brûlé,

1» Section/ d'écoulement.

Les sections d'écoulement a , s' s" ne sont pas les mêmes que celles des orifices à travers lesquels l'écoulement a

D'après If. d'AnbnïssoD , les coefficients de section de la veine par rapport à celles des orifices, sont :

En mince paroi 0.65

Par ud ajutage cylindrique. . . 0,95

Par un ajutage conique 0.94

1° Grille. L'orifice d'écoulement est loin d'êlre égal à ta surface de la grille, parce que cette dernière est ebargée de combustible. Aucune expérience directe n'a été faite pour

aussi pensons-nous ne pas être très éloigné de la vérité , en adoptant, avec MM. Fiaehat ut Petiet, que la section de la veine à travers la grille est égaie au quart de la section de cette dernière.

38 THÉORIE GÉHÉBALE

2° Tube*, ta section d'écoulement dans l'intérieur du tubes est bien égale a 0,93 de leur section intérieure ; mai», à l'endroit des viroles, la section de l'orifice n'étant que le 0,75 en moyenne de la section intérieure des lobes , il en résulte que la section d'écoulement n'est que lee 0,93 X 0.75 = 0.70 de la section intérieure des lobe».

3° Cheminée. Ici on peut admettre en son entier le coefficient 0,93, parce que Tienne s'oppose à ce que l'écoulement ait lien à pleine section. On a donc :

io . t = 0 25 8

2° Rapport entre lei pretiioni d'amont et lei prem/ms d'aval dei conduite! d'écoulement.

Lorsque l'air circule dans des tuyaux, il se produit, coDlrc les parois, un frottement qui, diminuant à chaque instant sa vitesse en faisant équilibre à une partie de la pression génératrice , Huit par rendre très-sensible ta différence qui existe entre la vitesse a l'entrée et la vitesse a la sortie du

M. d'Aubuisson a fait à ce sujet une série d'expériences qui ont amené les résultats suivants :

D'après ce savant ingénieur, si on appelle :

h la longueur d'une conduite , S sa section en amont.

* idem en aval , H la pression en amont , ' h idem en aval ,

i2 [/ 1F~ on a : A = lï =

el si , dans cette formule , on pose : S = i , il vient , toute réduction faite :

valeur qui a été trouvée exacte pour tous les cas où la cduile» au moins 10 mètres (30 pieds 6 pouces), mais p

dbs locomotives. 53 laisser quelques doutes pour des conduite» moins longues. ABn de savoir à quoi nous en tenir snr ce point, Dons admettrons poar un moment, d'après ce qui existe généralement, comme dimensions moyennes des sériions et longueurs des tuyaux d'écoulement dans les locomotives, les nombres suivants:

Surface de la grille =lm

Section maximad un tube. ...... 0 .Wl{,

Section de la cheminée = o.og

ce qni donne :

Section d'écoulement A travers la grille = Om a 25

Idem dans nn tube — 0.0013

Idem dans la cheminée — o!û745

Hauteur du combustible j, = 0 m 60

Longueur des tube* 1/ = g 30

Longueur de la cheminée \J' — j

d'où :

(Tr = ' =0.97 H

1 + 0.0238 2 aQ 1.53

En admettant, encore pour un moment, que la pression génératrice d'écoulement soit nulle partout , c'esl-à-dire que

h* = H', h' = H", h" = H'" il vient! H — H"'=H — H'+E' — H" + H" — H'" = H — 0.97 H + 0.97 H — 0.65 X 0.97 H + 0.65 X 0.97 H —0.85 X 0.65 X 0.91 H.

= H — 0.85 X 0.65 X 0.97 H ■= 0r465 — H , et pour H = 0.76, on a :

Différence des pressions extrêmes pour vaincre los frottements 0,465 X 0,76 = 0™,354.

Ainsi , l'air devrait elir , à son entrée , à une pression de 0™ , 354 en sus de la pression génératrice de son écoulement bors de la cheminée , ce qui correspond pour 1 mètre carré écoulé par " a nne force de 64 chevaux , seulement pour vaincre les frottements. Nous ignorons jusqu'à quel point ce résultat est digne de foi , aucune expérience directe n'ayant été faite a ce sujet ; néanmoins , nous pensons qn'il est trop fort. Noire intention n'étant pas d'en improviser un autre , nous donnons ces calculs comme indication d'une des lacunes qui manquent dans la détermination exacte du travail des locomotives.

Nous Terrons, lorsqu'il sera question de l'évaluation du travail à dépenser , comment on élude la question d'écoulement de l'air pour déterminer le travail nécessaire au tirage par kilogramme ( 2 livres 5 gros 35 grains ) de coke brûlé.

3° Temp èraturet de l'air à ton entrée dam le$ ditertet tectiom d'écoulement.

La température extérieure s'admet en moyennes de 10°.

Pour avoir les températures intérieures /' et l" , il faut connaître la capacité caloriGque de l'air brûlé , capacité que nous avons désignée par e.

A cet effet, nous remarquons que p étant le poids d'air employé à la combustion de 1 kilog. (2 livres 5 gros 35 grains ) de coke , et P le poids de coke brûlé par " , la quantité d'air qui passera sous la grille dans ce temps sera représentée par P p. p se décompose en :

+ (p — 11,50) air qui ne sera pas brûlé. Les 2k. 653

2 k. 655 oxigène 8 k. 843 azote

oxigène forment = 3 k,

. 655 d'acidecarboniqne ;

l'air brûlé se compose donc alors de

3 k. 655 acide carhonique + 8k. 845 azote + {p — 11,58) air pur

La capacité calorifique de l'acide carbonique est 0,321 , celle de l'axole 0,2754 , et celle de l'air 0,267 ; on a done : (p+1) c= 5.655 X 0.221 +8.845 X 0.2754 + (p — lt.5) 0.287.

d'où nous tirons :

et pour p = lfk.5 e= 0.26

c'est-à-dire, si peu variable, que l'on peut admettre pour tous les cas :

Maintenant, P kil. de coke donnent P X 7000 unités de chaleur , la caisse a feu en absorbe C , je suppose, il reste donc dans l'air, entrant dans les tubes , P — G unités de chaleur, ce qoi donne :

d'où (' —

* (P + 1 ) X 0.262 On a de même t", en remarquant que la quantité de chaleur absorbée par les Inbes étant C, la quantité de cette dernière entraînée par l'air dans la cheminée est P X 7000 — C — C; d'où :

et t" =

(p + l)P X 0.262 pour C + C = 70O0 P, t" = o; c'est le cas où on utiliserait tome la chaleur développée par le combustible.

D'après ces équations, on voit que la température est d'autant plus faible que la quantité p est plus grande. Comme , d'après AI. PécUt, les quantités de chaleur qui

passent à travers une même surface sont proportionnelle* à la différence des températures entre le» milieux séparés par cette surface , la quantité de chaleur utilisée est d'autant pins grande que les températures sont plus élevées, c'est-àdire que les quantités d'air employées s. la combustion sont pins petites.

4° Viteiw d'écoulement.

Lorsqu'un gaz s'écoule d'an milieu dans nu autre , la formule , au moyen de laquelle on obtient sa vitesse , est la suivante :

g étant l'intensité de la pesanteur = H"'. SI x la hauteur d'une colonne de ce gaz dont le poids serait égal a la différence des pressions entre les deux milieux.

Pour déterminer x , H et H' étant les pressions des deux milieux considérés , exprimées en mercure , soit d la densité du gai qui s'écoule ; la densité du mercure est 13590 , on a donc î

x X d X * = (H - H') 13390 X * s = section d'écoulement.

/ A 13590 de là x = — WJ

d est inconnue; elle dépend de la nature du gsz et de sa température.

Or , l'air brûlé représente en moyenne 18 mètres cubes à 0° pesant Î3 + 1 = S4 kilos-, pour chaque kilog. de coke,

ce qai donne pour poids du mètre cube = lk. 315.

Pour la température, nous avons la formule de dilatation des gai , qui est:

H' 1 + 0.00373 t V, V' étant deux volumes d'un même poids de gaz à des pressions et températures différentes. Si P représenta le poids , on a : V d = P, V d' = P ; d'où V d = V d'

et y' =

tjbs LOCOMOTIVES.

Remplaçant V dans la formule ci-( valeur, nous aurons :

Vd H ( 1 + O.OC

il vienl: d = I. 313 -

0.76 ( 1 + 0.00375 1) Remplaçant d par celle valeur dans l'expression de x, nous avons. ^ ^ ^ ^ ^ 0.00375 ( )

doù:

Substituant dans cette formule générale les diverses valeurs de II , 11' , i, déterminées plus haut pour les diverses sections d'écoulement dans les locomotives , nous avons :

1° Vitette d'entrée de l'air brûle dam la bollc à feu.

La pression en aval du combustible est A, celle dans lu boîte à feu est H' , la pression génératrice de l'écoulement est A — H'. La température est t' , la mÊme que celle d'entrée dans les tubes, car l'air ne rayonne pas dans la boite a feu et ne se refroidit pas par contact ; on a donc :