DILATATION DES TUYAUX

gaiement j et qu’ils prennent une légère courbure ; mais cette courbure n’étant pas assez forte pour que le tuyau en éprouve un dérangement permanent, on peut n’y pas faire attention.

122. On a employé, dans de nouveaux édifices qu’on devait chauffer à la vapeur, des tuyaux placés verticalement; et, dans un but d’économie, on a fait servir ces tuyaux comme principaux sup ports des bâtimens. L’impropriété de ce mode de construction paraîtra évidente à tout homme qui voudra considérer que la dilatation de ces tuyaux doit suffire pour séparer les planchers des murs extérieurs, de manière à ce qu’on ne puisse les maintenir qu’en les attachant avec des hens de fer. D’un autre côté, ces tuyaux doivent être épais pour être assez forts , et par conséquent ils ne peuvent donner une chaleur qui soit en proportion de leur surface, et ils sont bien plus longtemps à acquérir une température convenable. Quant à moi, je crois qu’il y a, dans tous les cas, un très grand avantage a ce que Pappareil qui distribue la chaleur soit distinct des parties fixes d’un bâtiment, de sorte qu’on puisse le renouveler, y faire des changement ou le réparer sans danger pour les parties essentielles de l’édifice. Ces avantages, joints aux considérations précédentes, compensent et au - delà la noces-

site d’avoir un local particulier pour y établir 1? appareil.

De la manière de joindre les tuyaux, etc.

i2o. La difficulté de joindre les tuyaux et le§ autres vaisseaux de fonte, est souvent cause qu’on évite de s’en servir ; mais cette difficulté n’est pas aussi grande qu’on l’imagine.

Les joints doivent être impénétrables à la vapeur , et il est toujours avantageux qu’ils aient une légère élasticité. Cette dernière propriété rendra la liaison moins sujette à être dérangée par desaccidens. Pour rendre les joints impénétrables, il faut qu ils soient laits de manière à ce que les parties ne puissent entrer l’une dans l’autre qu’en les Pu ca n t ; car, lorsque les bouts peuvent s’emboîter sans effort, la dilatation , la contraction, le mouvement des tuyaux, etc,, ne tardent pas à les rendre incapables de retenir la vapeur. En faisant attention à ces conditions, il devient facile de déterminer quelle espèce de joints conviennent le mieux pour un appareil à vapeur,

124. La manière ordinaire de joindre les tuyaux, celle qu’on regarde comme la meilleure, est au moyen de renflemens aplatis. [V. pi. il r, %. 7 et 8). On insère entre les joints un morceau de toile d’un

tissu lâche qu’on a eu soin de saturer avec de la ceruse préparée comme pour composer de la peinture 'épaisse. La largeur du morceau de toile dépend de celle des surfaces des renflemens; mais il esi avantageux de ne pas le prendre trop mince , parce qu’alors le joint aurait moins d’élasticité. En mêlant un peu de minium avec la céruse, cette peinture séchera plus vite , et sera beaucoup plus dure.

Comme on peut serrer très fort ces joints au moyen des écrous a, a, a, a, qui traversent les renflemens, il n’est pas très difficile de les rendre impénétrables à la vapeur.

1^5. Ce mode de réunion des tuyaux a -cependant un inconvénient; c’est de donner pendant long- temps une odeur très désagréable, à cause de l’huile employée avec la céruse : il semble donc qu on doive se servir de quelque autre procédé pour les appartenons. Si les bouts des tuyaux étaient très unis, et qu’on plaçât entre les joints, au ben de toile, une plaque detain def de pouce environ d épaisseur , en serrant fortement les écrous sur le métal aussi froid que possible, la réunion serait très solide et très sûre. Le plomb est trop compressible pour qu’on puisse l’employer au lieu de l’étain; aussi, autant que je puis le savoir, on n’en a jamais fait usage avec succès.

Quelques personnes se servent de ciment de fer pour les joints (i); mais quand on peut, sans inconvénient , employer la céruse et la chaux , on doit le hure de préférence.

126. Les joints dits en fausset, dont on fait ordinairement usage pour les tuyaux de conduite pour l’eau, ne conviennent pas aussi bien pour la vapeur, parce qu’on n’y prend pas de précautions pour fixer les parties l’une avec l’autre : ce défaut est commun à toutes les espèces de joints en dé.

On peut donner aux tuyaux qui sont coulés en morceaux peu allongés, la forme de toutes les courbes régulières, et les faire retourner à angles droits ou à embranchemens dans toutes les directions-

(1) Le ciment de fer $e fait avec des rognures de fonte de fer. On en met 4° parties avec une partie de sel ammoniac et une demi-partie de soufre. Ces rognures doivent être nettes et exemptes de rouille , et grossièrement pilées. On emploie ce ciment en F humectant légèrement et en. mêlant les parties qui le composent; on le fait ensuite entrer dans les joints en l’enfonçant avec un ciseau et un marteau; après quoi on serre les joints le plus possible. Si 1 on préparait plus de ciment qu’on n’aurait besoin d’en employer, il se gâterait. Quand il est bien fait, il devient très dur én un ou deux jours.

3*4 ASSEMBLAGE DES TUYAIJX.

Les tuyaux de fer forgé se joignent en fixant les bouts qui doivent être réunis au moyen d’écrous qui passent dans un anneau de plus grand diamètre, et dans lequel on place ces bouts. On peut egalement les fixer par des écrous dans des tuyaux de fonte, des cylindres, etc., de manière à les faire servir comme tuyaux d’embranchement, tuyaux de suite ou autrement. Une noix pour serrer les joints est, dans quelques cas, considérée comme nécessaire.

Il faut observer que si l’on veut joindre, en les emboîtant, deux métaux d’espèce différente au moyen d’écrous, le métal qui se dilate le plus par la chaleur doit être placé dans l’autre ; autrement, il y aurait très probablement de la vapeur qui s échapperait aussitôt que les tuyaux sei aient chauds. Par la même raison, les robinets ne devraient jamais etre faits de deux sortes de métaux. On ne doit pas non plus avoir de confiance dans les joints que l’on soude • dans tous ces cas, l’inégalité de dilatation affecte les joints.

Lorsque, à raison des angles et des détours , on ne peut pas éviter l’effet de la dilatation par d’au-* 1res moyens, on peut se servir de celui aussi simple qu’ingénieux qu’a employé le comte de R u ni ford. ïl consiste à joindre les tuyaux avec un

tambour de cuivre mince d’un diamètre suffisant pour que la quantité de dilatation puisse le comprimer et l’étendre sans danger. Ces tambours étaient adaptés aux tuyaux à vapeur qui chauffaient la salle de lecture de l’institut royal.

On obtiendrait le même effet en joignant les tuyaux par un autre tuyau plus petit et court, qui glisserait par une boîte dans l’un des tuyaux^ mais j’aime mieux employer le tambour.

127. Il est quelquefois nécessaire de placer la chaudière à quelque distance de l’endroit qu’on veut chauffer ; et afin qu’il se perde dans le trajet aussi peu de chaleur que cela est possible, le tuyau qui reçoit immédiatement la vapeur de la chaudière ne doit pas être d’un diamètre plus grand que celui qui suffit pour remplir l’objet auquel il est destiné. L’instant où l’on a besoin d’une plus grande quantité de vapeur, est celui Ou les endroits qu’on veut réchauffer sont à la température la plus basse- Quand ils sont a 3o° (environ i° au-dessous de o° 11.), il faut i5o pieds de surface de tuyau pour condenser un pied cube de vapeur par heure. (Art. 46, note). Et comme il est facile de connaître la quantité entière qui serait condensée par une surface donnée ? on pourra déterminer le diamètre du tuyau qui re-

^iri assemblage- .des tuyaux

coil; immédiatement la vapeur delà chaudière, en multipliant par o, 3 le nombre de pieds cubes o eau condensés en une heure; la racine carrée ou produit sera égale à ce diamètre en pouces (i).

Exemple : Supposons que la surface d’un tuyau à vapeur soit de 960 pieds; alors on a

i5o ? nombre de pieds cubes cPeau qui

(') Soit h la hauteur en pieds d’une colonne de vapeur équivalente à l’excès de force de la vapeur au-dessus de la

pression de l’atmosphère; alors on aura 5 j/Â = la vitesse en pieds quelle pourrait produire par seconde, en déduisant 1 effet de contraction à l’ouverture. La vitesse par

heure serait donc 5 X 60 X 60 l /h. Soit d le diamètre d„ 1 ou .ci tur e en pouces , son aire en pieds sera exprimée

par 5 x 36oo x o,7854 d* *\/h

*44 ’ ,44 - sera égal

a la quantité de pieds cubes de vapeur qui s’écoulera par l’ouverture en une heure de temps. Mais il est un peu plus commode pour notre objet de prendre pour mesure la quantité d’eau convertie en vapeur par heure. Soit douce cette quantité en pieds cubes, et bc = le volume de l’eau

rwlmln !. J

1 y et LSLs — — J

réduite à i’état de vapeur } nous aurous

JC

Wi

98, 1 75a* U h = bc ou à peu près

ci3

Déterminons maintenant la valeur de h, Si nous faisons

ASSEMBLAGE DES TUYAUX. 2 i 7

seraient condensés en une heure. Et o, 3 X 6,4 = i , 92 , dont la racine carrée 1 , 38 à peu près, donne en pouces le diamètre du tuyau.

128. Il est nécessaire de donner aux tuyaux de toutes les parties d’un appareil de distribution assez d’inclinaison pour empêcher toute réunion

w = la hauteur trime colonne d’eau équivalente à l’excès

de force de la vapeur , h sera égal à bu» et [/ h = \/ bw*

Mais la vitesse tirée de cette valeur de h doit être réduite,

parce qu’il faut déplacer une colonne d’air qui est égale à

83o fois le volume de l’eau; il faut donc substituer à \Zh

83o 0,0102 hc

l’expression — y bu». Dans l’ équation — dl)

et elle deviendra

rr - 7== = et ou 0.0000122720 \/

83o y bu» V

Quand la vapeur est à 220° (84° R. ) u» — 6,25 pieds et b = 1470 ( Voy. Tab. IV, art, 221 ), 0,248c = d%. Cette formule sert à trouver l’aire des tuyaux , dits grands tuyaux ; mais il est plus sûr de prendre o,3c == d % afin de ne pas avoir une valeur trop petite pour d. Pour les tuyaux de sûreté et les soupapes, on peut prendre 225° (85° R.) pour la température , alors u> ~ 10,4 pieds et b ~ 1 34^. Donc 0,187c = d2. Dans la règle donnée pour les soupapes

de sûreté nous avons fait 0,2c = d* ou -p = d9 .

d’une trop grande quantité d’eau; car lorsque îa vapeur entre dans les tuyaux, etc. , et qu’elle y rencontre une surface d’eau qui s’y est arretée, elle se condense avec tant de rapidité, qu’il y a du danger pour la chaudière et pour les tuyaux qui ne seraient pas assez solides pour résister à la pression. Lorsqu’il est possible d’établir la chaudière a un niveau plus bas que celui des tuyaux et des autres vaisseaux à vapeur, ce qu’il y a de mieux à laire est de faire rentrer l’eau de la vapeur condensée dans la chaudière; non-seulement cela sert à économiser le combustible, mais on y trouve l’avantage d’avoir moins besoin de nouvelle eau pour entretenir la chaudière c’est un objet digne d’at-

tention , quand on est dans un endroit où l’eau est rare.

12g. Cependant il est des cas où l’on doit chercher à réunir dans les tuyaux l’eau de condensa- •

tion, pour se servir de sa chaleur quand la vapeur a cessé d’entrer dans les tuyaux. On peut alors employer des robinets qui servent soit à faire ecouler lean des tuyaux, soit a en évacuer 1 air, lorsqu’ils se remplissent de vapeur. Mais quand on fait rentrer l’eau dans îa chaudière, ou ne peut se ménager Fa vantage de ce supplément de chaleur. L ouvrier qui soigne le feu sera char°é d ouvrir toujours les robinets avant que la vapeur

ii -entré- dans les tuyaux, et de les fermer aussitôt que ces tuyaux seront remplis de vapeur.

i5o. Il est très commun de voir des appareils qui vident d’eux-mêmes leur eau de condensation ; de tous les moyens qu’on emploie pour cela , celui dont l’effet est le plus sûr est le siphon renversé.

ABC, fig. 9, pî. 11 1 , représente un siphon de cette espèce. Les tuyaux sont fixés de manière que A est le point le plus bas, en sorte que, quelle que soit la quantité d’eau qui s’y condense , elle s’écoulera dans le siphon en A , et. ira se perdre en C , à moins qu’on n’en dispose autrement. La profondeur de A en B ne doit pas être moindre que ce qu’il faut pour équivaloir à la force de la vapeur qui est dans les tuyaux; elle sera déterminée par la table que nous avons donnée à l’art. 100 : de sorte que si l’on a de la vapeur dont la force soit de 4 livres par pouce carre, la colonne d’eau BC ne doit pas être de moins de 10 pieds; et même, avec cette pression , il y aura des oscillations considérables, à moins qu’on ne place une soupape à quelque point 13. Quand les deux branches sont pleines d’eau et en repos, la soupape doit être ouverte, et elle doit être construite de manière à se fermer chaque fois que beau peut tendre a. remonter dans le tuyau.