MESURES D’EFFET DES COMBUSTIBLES

Si V on voulait déterminer la quantité de combustible nécessaire pour élever d’un degré la température d’un pied cube d’air, alors la chaleur spécifique de beau étant i , celle d’un volume égal d’air sera o, ooo35 (Yoy. art. 217, table 11). Multipliant donc par o,ooo35 la quantité de combustible nécessaire pour élever d’un degré la chaleur d’un pied cube d’eau , on aura pour produit la quantité de combustible qui éleverait d’un degré la température d’un pied cube d’air; 20 fois cette quantité l’éieverait de 20 degrés; 3o fois de 3o degrés; et il en serait de même pour toute autre température.

Et la même quantité de combustible éleverait la température de tout autre gaz d’un même nombre de degrés qu’elle éleverait celle de l’air ordinaire , parce que la chaleur spécifique de volumes égaux des différens gaz, est presque égale sous la même pression. (Yoy. art. 17).

21. Si l’on voulait connaître la quantité de combustible nécessaire pour élever d’un degré la chaleur d’un pied cube de fer ; dans ce cas , comme la chaleur spécifique du fer est égale à o, g5 (art. 2t8), celle de l’eau étant l’unité, on multipliera par o, g5 la quantité de combustible nécessaire pour élever d’un degré la température d’un pied cube d’eau . et le produit sera la quantité né~

HOUILLES

cessaire pour augmenter d’un degré la chaleur d’un pied cube de fer.

A l’aide de ces simples calculs, nous pourrons comparer les résultats de nombreuses expériences, et les ramener à une même base ; et nous serons en état de reconnaître les avantages plus ou moins grands qu’offrent les divers modes d’appliquer la chaleur, et de nous fixer sur les meilleurs moyens d’employer le combustible.

De la Houille.

22. Il existe une très grande difference entre les diverses houilles , à laquelle les principaux consommateurs de cet article dispendieux font peut-être trop peu d’attention. Ce sujet n’a même pas , jusqu’à présent , été étudié avec beaucoup de soin, si ce n’est en ce qui se rapporte à la production du gaz; et les faits établis par les recherches qui ont eu lieu pour ce cas particulier, n’offrent pas une grande utilité pour les autres usages de ce combustible. Cependant le docteur Thomson a récemment publié un excellent écrit sur la composition des différentes espèces de houille (i). 11 y range les

(O Messieurs Coilybeare et Philip, dans leur travail sur la Géologie de l’Angleterre et du pays de Galles ( liv. III ?

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espèces sur lesquelles il a fait des expériences , en quatre classes, savoir:

1 Houille qui S'agglutine ( Caking coal )

2 Houille qui s’éclate (Splint coal )

3 Houille cerise ou charbon doux ( cherry coal )

4 Houille grossière ( cannel coal ).

ïl est vraisemblable que les variétés les plus importantes , qui entrent dans la consommation en Angleterre , peuvent être comprises dans ces quatre divisions (î) ; et même, dans le sujet qui nous occupe, la dernière peut être omise. Je suivrai Tordre du docteur Thomson , et à T'aide de ses recherches, de celles de Kirwan et autres, j’essaierai de traiter ce sujet d’une manière abrégée ) mais utile,

J v O i* ) V; V.î tl-Jllâ iî l.f- -C.Cn :

p. 233) , ont donné un aperçu général des relations géo~ logiques entre les grands bancs de houille de la Grande- Bretagne. Voyez aussi la Géographie Physique de Desmarets, tom. Ill, p. 368. Plusieurs de ces bancs ont été décrits en particulier; ceux du Derbyshire font été avec beaucoup de soin et de détails par M. Farey. (Derbyshire, Repert. , vol. I, p. i,6i. )

(i) Sir Thomson’s Annals of Philosophy, vol. XIV , p. 8i , vol. IV, p. 33y et 4* °. — Kirwan , sur la composition des houilles, Rép. des Arts, vol. XIII , vieilles sér. — Géologie de l’Angleterre et du pays de Galles , p. 38o»

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23. La houille qui s’agglutine (Caking-coal) , dite aussi houille liante , etc., se tire en grande abondance des mines étendues des comtés de Northumberland et de Durham, et se vend à Londres sous le nom de charbon de New-Castle (i). Les differ en s lits donnent des charbons qui différent considérablement en qualité. On en trouve aussi a W hiteheaven, dans le Cumberland, a Wigan, dans le comté de Lancastre , à Swansea , dans le pays de Galles, à Leitrim, en Irlande ; quelques couches dans les mines du comté de Derby, dans celle des environs de Glasgow, et de quelques endroits en Écosse , en fournissent également.

La houille liante est noire , douce au toucher , et se casse facilement. Les fragmens approchent plus ou moins de la forme cubique ; elle est fragile , et salit les doigts. Sa pesanteur spécifique est, suivant le docteur Thomson , de 1,269. Les variétés, essayées par Rirwan, ont donné à peu

(1) Les états de la douane portent à 1 ,821 ,90$ chaldrons ( environ un million et cent mille voies), la quantité de houille apportée de Londres en 1820, indépendamment de celle qui y a été amenée du comté de Stafford, par le grand canal de jonction. ( Supp. to Enc, brit. , vol. Y ,p. 288. )

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près le même résultat. Quand on la chauffe elle se brise en petits morceaux, et , si Ton élève la chaleur à un certain degré , les morceaux s'agglutinent et forment une masse solide. C’est de cette dernière propriété qu’elle a tiré son nom ( Cakingcoal). Elle s’allume aisémebt, et jette en brûlant une flamme d’un jaune vif. Elle veut être souvent remuée et brisée , surtout lorsqu’elle s’agglutine avec force ; mais ses diverses variétés diffèrent beaucoup , quant à cette propriété. Parmi celles qu’on tire de New-Castle, celle dite de Wall’s- End donne un feu brillant et agréable , brûle vite et s’agglutine peu; celle de Tanfield-Moor, au contraire, prend beaucoup de cohésion, brûle lentement , donne une grande chaleur , et se soutient long- temps ; les autres variétés tiennent le milieu entre celles-ci. La houille de White-Haven brûle d’abord avec une flajnme fort claire, et se soutient long-temps; mais elle finit par s’agglutiner. Celle de Wigan brûle plus vite et adhère moins ; celle de Swansea bride lentement et s’agglutine, La bouille de Leitrim ne prend qu’une légère cohésion.

Le Caking-cqal répand une grande quantité de chaleur, et si on y fait attention ,il brûle longtemps: aussi est-il en général préféré , quand on peut s’en procurer à un prix raisonnable.

HOtJILLES. ^3

Suivant les expériences du docteur Thomson , ïooo livres de cette houille , traitée dans des vaisseaux clos, donnent 774 livres de coke - si on le préparait à Pair libre, sa quantité serait moins considérable. Selon le même Auteur, le Caking -

coal contient 1 et demi pour cent de matière terreuse.

ïl resuite des essais de M. TVatt , qu’un boisseau de bouille de New-Castle peut réduire en vapeur de 8 a 12 pieds cubes d’eau prise à la temperature moyenne de l’atmosphère* et qu’un boisseau de houille de Swansea produit le même effet (j). Le poids moyen d’un boisseau de charbon étant de 84 livres , avoir du poids, si Pou prend 10 pieds cubes comme Peffet moyen d’un boisseau, on trouvera que 0,0075 livres de houille seront la quantité nécessaire pour élever d’un degré la température d’un pied cube d’eau.

Ainsi deux livres de houille porteraient un pied cube d eau de la température moyenne à P ébullition (art 17). Et 8 , 4 livres de houille réduiraient en vapeur un pied cube d’eau pris à la même température (art. 18). Une livre et 5 centièmes du meme combustible fondraient 62,5 liv res de

(i; Robison’s Mechanic ph'il., vol. IT. n. j/[5 et 1 iLn. ( Notes. )

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glace (art. 19). Enfin , pour élever cTon degré la température d’un pied cube d’air , il faudrait 0,00000262 livres de houille.

En comparant à d’autres expériences celles qui précèdent, on 1 2 verra que celles-ci peuvent être appliquées avec confiance. Le docteur Black établit que 7,9 liv. de la meilleure bouille de Newcastle peuvent convertir un pied cube d’eau en vapeur capable de supporter la pression moyenne de l’atmosphère (1). D’après quelques essais de MM. Parkes, il parait qu’au moyen de leur méthode perfectionnée, pour la construction des chaudières, ils ont obtenu avec 7, 4-5 livres de houille la conversion en vapeur d’un pied cube d’eau prise à une température moyenne , mais seulement dans le cas où ils ont réussi à produire le plus grand effet , mais, en général , il a fallu 8, 1 5 livres de houille pour arriver au même résultat (2), ce qui fait seulement un quart de livre de moins que le poids indiqué comme terme moyen dans les expériences de M. Watt. Smeaton, en prenant un terme moyen entre plusieurs expériences , assure qu’il faut 1 1 ,4 liv. de houille pour produire le

(1) Lectures sur îa Chimie.

(2) Journal périodique des Sciences , vol. Ml l , p. f> 1.

HOUILLES. fp

meme effet (i); mais il ne désigne pas l’espèce dont il s’est servi, Hassenfratz a trouvé que le résultat moyen de diverses expériences était que o,65 livres de nouille pouvaient fondre 62 livres et demi déglacé; et le plus qu’il ait employé, pour fondre celle quantité , a été 0,8 1 livres (2). J’ai vérifié moi-mème que lorsque la partie en briques, où est placée la chaudière, est déjà échauffée , un peu moins d’une livre de charbon de Wall send porte à l’ébullition un pied cube d’eau pns à la température de 52° (90 R.) , mais que, pour produire cet effet avec du charbon de qualité inférieure , il fallait plus de combustible , plus de temps et d’attention (3).

(ï) Cycî. de Rées, art. Machines à vapeur.

(2) Diet, de Physique, torn. II, p. zjyà.

(3) Il est on ne peut plus utile de rapporter à une mesure commune le résultat des expériences: on évite ainsi, dans beaucoup de cas, la nécessite de faire des essais compaiatifs , et, dans d autres, d’en faire qui induisent en •erreur. Par exemple , on a prétendu récemment, dans une brochure, que 34 gallons d’eau (5,55 pieds cubes ) exigeaient l’emploi de 126 livres de houille pour les réduire en vapeur. Cependant on peut s’assurer, par ce qu’on a établi , que 46,6 livres doivent suffire pour cette évaporation. 11 y a donc une différence matérielle dans l’avantage apparent du procédé annoncé dans la brochure.

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24. La houille à feuillets, charbon dur {Splintcoal. Les meilleures variétés de cette espèce sont regardées comme égales , pour la qualité , dans beaucoup de cas , à la houille liante dont nous venons de nous occuper. On la tire des environs de Glasgow , du comté d’Ayr , en Écosse , et de différentes mines d’Angleterre (1). Les houilles connues sous les noms de culm-coal,de houille grossière, de houille de pierre, paraissent être des variétés inférieures de cette espèce.

La couleur du Splint-coal est noire avec des teintes brimes. Il se casse moins facilement que le Caking- coal j et sa cassure offre comme des esquilles , ce qui , probablement, lui a fait donner le nom qui le désigne. Les morceaux présentent ordinairement la forme d’un coin ; sa pesanteur spécifique est variable , et est, suivant le docteur Thomson , de 1,290; et selon Kirwan, de 1,426. * Il faut une plus grande chaleur pour Fenflammer que pourleCaking-coal, et, par conséquent, il convient moins pour de petits feux ; mais une forte quantité donne un feu ardent et durable. Il produit moins de flamme et moins de fumée que

(1) Doct. Thomson’s Annals of philosophy, XIV, 83 , — Kirwan, Rep. Arts, XII ,216. anc. series. Ont lines of geology. , p. 38o.

houilles.

Su llOlljllc <Jt3 jN GW“CtlStlG ^ Gt 11C l>,tl^i^îutlllC !KIS

comme eile.

Le docteur Thomson a trouvé que 1000 livres de cette houille donnaient 647 livres de coke en le préparant dans des vaisseaux clos, et quelle contient 9 et demi pour cent de matière terreuse.

Suivant Smeaton , le meilleur Splint-coal d’Écosse équivaut à la houille de New-Castle, pour 1 usage des machines a vapeur (^1). (Test ce qu’011 devait attendre, en considérant les parties constituantes de ces deux espèces de charbon, telles que les font connaître les expériences du docteur Thomson • et l’on peut , sans erreur sensible , regarder , comme le meme , l’efTet que l’une et l’autre espèce peut produire.

La houille dite Culm-coal varie dans sa qualité; comparée à la meilleure de New-Castïe , il paraît que la proportion nécessaire, pour produire le même effet que cette dermere , est comme 2 et demi est a 1 (2), de sorte qu’il faudrait 0,0196 de Culm-coal pour élever d’un degré la chaleur du pied cube d’eau, et 22 livres pour convertir en

(1) Reports, vol. II, p. 36 1.

(2) Brunton’s Compendium of Mechanics , p. joo.

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vapeur la même quantité d’eau, prise a ia le rape rature moyenne.

25. La houille-cerise, ou houille douce. Cherry coal j suivant le docteur Thomson. Cette espèce constitue en grande partie les couches supérieures des mines de Glasgow; elle abonde dans le comté de File. Cet auteur regarde la houille du comté de Stafford comme étant de même espèce, et celle d’Edimbourg, comme intermédiaire entre la houille douce et le Splint- coal.

La houille cerise est d’une couleur noire veloutée, avec une légère teinte de gris. Elle a le même degré de dureté à peu près que le Cakingcoal , et se brise aussi facilement, de sorte qu’on en perd une grande quantité en la tirant de ia mine; et comme elle ne se lie point en brûlant, le petit charbon ne peut se vendre que pour F usage des fourneaux. Dans les mines situées au nord et au nord-ouest de Birmingham, la perte s’élève à près des deux .tiers de ce que chaque couche contient en houille (i). Les pertes dans les opérations domestiques que regrettait tant le comte de Rumford , ne sont qu’une bagatelle si on les compare à une aussi vaste destruction d’un objet aussi précieux. Etes-vous manufacturier ?

(i) Doct. Thomson’s aimais of phil. , vol. VIO; p- 1%,

houilles.

regardez autour de vous, et voyez ce qui produit la puissance qui vous met en état d’entrer en concurrence avec les autres nations, Êtes-vous philosophe ? considérez que cette substance qui se perd ajouterait à l’aisance de plusieurs millions de nos semblables; considérez les dangers de son extraction, le grand nombre d’individus qui périssent par les explosions, et la misère qu’entraînent ces catastrophes. Assurément on devrait aviser aux moyens de tirer parti de cette portion si considérable, qu’on a jusqu’à présent laissé perdre.

La bouille douce est plus fragile que la bouille de New-Cast.le (caking-coal). Sa cassure est rectangulaire, et sa pesanteur spécifique est, suivant le docteur lhomson,de i,2Ô5.

Cette bouille s’allume promptement, brûle en donnant une flamme jaune brillante, et jette beaucoup de chaleur. La flamme se soutient jusqu’à ce que presque tout le charbon soit consumé. Sa combustion est plus rapide que celle des charbons des deux premières divisions ; sa cendre est blanche. En général, son usage est moins économique que celui des autres espèces. On la disîmgue aisément du caking-eoal, n’ayant pas comme celle-ci la propriété de s’agglutiner et de devenir douce quand on la brûle; elle lait aussi l,n ,eu 1>,US ^éable, et qu’on n’a pas besoin de re-

ÎJ0 HOUILLES.

muer. Elle exige beaucoup de soin et de ménagement dans un foyer découvert , même pour brûler les petits morceaux qu’on a tirés des plus gros, en cassant ceux-ci pour les réduire à la grosseur qui convient à la grille du foyer. Yoilà pourquoi on mêle souvent les petits fragmens avec de la terre glaise, et on en fait des balles qui, lorsqu’elles sont bien sèclies, et qu’on les emploie avec d’autres combustibles, sont excellentes pour un feu découvert , et donnent une chaleur très

durable.

Selon les expériences du docteur Thomson , 1000 livres de cherry- coal, préparées en vaisseaux clos, produisent 522 livres de coke. Cette bouille contient un dixième de son poids de matière terreuse. La comparaison de quelques expériences indirectes donne, pour sa capacité de produire la chaleur , d’un quart à un tiers de moins que la houille de New-Caslle, ce qui s’accorde avec le calcul de M. Watt , d’après lequel un quintal de bonne bouille de Wednesbury produit un effet égal à celui d’un boisseau de charbon de New-Castle (i).

(1) Notes to Robison’s Median, pliilos. , v. Il, p. i4'>

et i4 1-

houilles.

-*6. Ce il est que 1res nouvellement que les parties constituantes de la houille ont été déterminées de manière à éclairer les phénomènes de la combustion , et à mettre en état d’en juger les effets dans la production de la chaleur. Les expériences montrent les élémens qui constituent a houille, sans avoir égard aux parties qui peuvent etre regardées comme s’y trouvant mêlées

accidentellement.

Tableau des parties constituantes de la

houille (i).

ESPECES. CARBONE. HYDROG.

Houille de New-Castle.

Houille dite splint

La

coal.

meme.

Houille cerise, HouiHe dite cannel-coal.

l'jfitf It'îf m > ; V

La meme.

75,28 75,oo 7°, 90 74,45 64,73