II

es u

Houille de Ncwcastle , à coke Idem de Saarbruek , à coke peu Jdem de Brzenkowitz , à coke

qu'en dernier lieu. On peut enfin avoir une idée des quantités relatives de ces produits, d'après l'expérience suivante de de Tii, Saussure, faite avec du bois de chêne. Pour 100 grammes de matière:

Gaz hydrogène carboné ( et probablement oxide de carbone?). 21',f)0

Acide carbonique 5 ,43

Eau, acide ace'cique et un peu d'huile 40s,04

Huile empyreumatique .'> ,55

Charbon 21 ,01

Cendres 0 ,95

D'après cela, ce sont les produits les plus oxigénés, et par conséquent les moins inflammables, les moins riches en valeur calorifique, qui apparaissent les premiers et en quantité très-notable. Mais toutes les circonstances ne sont pas également favorables pour arriver à ce résultat : ainsi , 1 " les bois menus ou de branchages, les bois refendus et légers sont, sous ce rapport, bien supérieurs aux bois de fortes dimensions ; parce que dans ces derniers , en raison de leur faible conductibilité, la distillation ne se propage que lentement de la surface vers le centre, certaines parties achèvent de se décomposer quand d'autres commencent à peine, et on obtient simultanément des produits de toute espèce. 2° La température à laquelle on opère a encore une grande influence : en eflet , Feau, i'acide carbonique, l'acide acétique et l'huile , en contact avec du carbone, à un haut degré de chaleur, se convertissent en hydrogène carboné et en oxide de carbone ; aussi, comme nous avons eu occasion de le dire précédemment, le résidu en charbon peut diminuer de moitié. Mais alors tous les produits de la distillation sont devenus combustibles, les parties purement aqueuses sont dissoutes dans les autres, et il n'y a plus moyen de les isoler.

Dans les houilles , les éléments de l'eau combinée se trouvant, de la même manière que dans le bois, en contact avec du carbone, à l'état de gaz naissants, donnent les mêmes espèces et les mêmes quantités relatives de produits gazeux ou liquides j et de plus, chaque gramme d'hydrogène forme

environ 8 litres de gaz Mais les variations dépendant de la température et de l'état du combustible ont beaucoup moins d'importance, par cela même que l'on conserve à peu près une valeur calorifique constante dans le résidu^ et que la proportion d'hydrogène et d'eau combinée est toujours assez faible, dans les houilles les plus grasses comme dans les houilles ordinaires.

t Cette dernière indication est d'un haut inte'rdt pourle choix des I)oui!les propres à l'e'clairage; elle se rattache à la connaissance de cet autre fait qu'il se dégage , par la distillation, de l'hydrogène pur. Voici le calcul dont nous l'avons de'duite.

La densité' de l'air c'tant prise pour unitc, on a :

Pour la densité' de l'hydrogène carbone de la houille (Philipps et Faraday ),

0,43 au plus;

Pour celle de l'hydrogène pur 0,0(388 ;

Pour celle de l'hydrogène protocarbone' 0,555 ;

Pour celle de l'hydrogène percarbone' 0,978.

La chimie n'ayant pas admis jusqu'à présent l'existence d'une nouvelle espèce d'hydrogène moins carbone', à proportions définies, que celui qui a u(è de'signe' tout à l'heure sous le nom à' Itijdrogènc protocarboné , le gaz de la houille ne doit être considère que comme un mélange d'hydrogène pur et d'hydrogène protocarbonc' ou percarbone'. Il est possible de de'terminer nonseulement les proportions de ce mélange, mais encore celle d^s deux espèces d'hydrogène carbone' qui en fait partie principale.

Pour cela, rappelons d'abord que le poids de 1 lit. d'air est tg'",298 : on aura pour un égal volume

De gaz de la houille. . . 0,43 x 1 ,298 = 0gr,56 ;

D'hydrogène pur O,0G88 x 1,298 = 0,089;

D'hydrogène protocarb. 2 lit. d'hydrog. pur-f- 3 fois leurpoids decarbone;

D'hydrogène percarbon. 'i idem H- 6 l'rfew.

Admettons ensuite le cas du me'lange de l'hydrogène pur avec l'hydrogène percarbone', et cherchons combien il y a, dans un litre de gaz de la houille , d'hydrogène libre, d'hydrogène combine' et de carbone.

Soient X le volume d'hydrogène libre, et y celui de l'hydrogène carbone , on aura les relations

d'où l'on tire

X = = 0'it,5929 ,

et y = 1 X = 1 — 0,5929 = 0'>«,4071 ;

donc, à cause de la contraction qui résulte de la combinaison , if entre ,

Du mode d'emploi des combustibles à flamme.

§ 13. Avec le charbon, le coke ou îes houilles sèches, les gaz brûlés atteignent tout d'abord leur plus haute température, et se refroidissent à mesure qu'ils s'éloignent du combustible; avec les bois et les houilles grasses , au contraire, la combustion se continue bien au-delà des surfaces de contact, et la température n'arrive à son maximum qu'à la fin de cette combustion. Dans le premier cas, îe chauffage par voie de stratification est le plus convenable; dans le second, il faut un foyer distinct au-dessous du corps à échaufiér, parce que, si l'on refroidit trop tôt les gaz de la distillation , leur température ne

dans ce dernier volume, 2 7/ = 0''*,8142 d'hydrogène pur, et par suite G X 0,8142 X 0,089 = 06^,4347 de carbone.

En prenant le rapport de ce poids de carbone à celui de tout l'hydrogène, libre et combine' , il viendra :

c'est-à-dire que, dans la distillation de la houille , 1 gr. d'hydrogène absorbe

3g'',47 de carbone, qui produisent — - — = 8 liti-. de gaz. Appliquant

cette règle aux houilles dont nous avons donne' l'analyse , on trouvera :

Pour lOOgrde houille de Kilkenny 21'it,C0x h2,97x8"t=33''S68;

Wcm de Newcastle 21 ,60x (-1,75x8 =19 ,90.

Or, dans les établissements d'éclairage au gaz on retire, suivant M. Cle'ment, 30''t,9 dans les premiers cas, et 18''*, 5 dans le second ; l'accord est donc aussi grand qu'on puisse le de'sirer.

Si, au contraire , on avait suppose' que le gaz de la houille fût un mélange d'hydrogène libre et d'hydrogène protocarboné, en répétant la mèjue série de calculs que tout à l'heure, on n'eut trouvé, pour 1 gr. d'hydrogène, que 6''t,4 de gaz, nombre inférieur à ce qu'on obtient réellement. On sait enfin que le gaz de la houille donne une flamme blanche, et laisse,' en brillant, déposer du carbone; propriétés que ne possède pas l'hydrogène protocarboné. Ce dernier gaz ne peut donc exister dans le mélange , sinon en très-petite proportion.

reste plus assez élevée pour qu'ils s'enflamment en rencontrant de l'oxigène. Il importe également d'envelopper le courant de gaz de parois peu conductrices; parce qu'elles arrivent promptement à l'incandescence , facilitent la combustion et rendent ainsi le foyer Yi^usfiimivore.

Ces dispositions appliquées à la calcination de la pierre calcaire présentent peu d'inconvénients avec les bois, dont les -j-— environ se convertissent en produits gazeux ; mais il n'en est pas de même avec les houilles grasses, qui donnent trop de brasier pour que leur chaleur rayonnante ne soit pas dangereuse. Ces houilles ne peuvent d'ailleurs être employées par voie de stratification , à cause de leur propriété de se boursoufler et d'empâter; elles doivent donc être ou réduites préalablement en coke , ou conservées pour d'autres usages.

Avec les combustibles de la première catégorie, le foyer doit être rechargé d'un mouvement continu; avec ceux de la seconde, au contraire, il doit l'être par intermittence et par fortes doses à la fois. Par ce dernier mode d'ahmentation, on a d'abord beaucoup de fumée et une température peu élevée, à cause de l'ordre d'apparition et de la prédominance des produits aqueux et non combustibles; mais ensuite les produits carbonés donnent une température bien supérieure à celle qui serait résultée d'une distillation uniforme, à cause de la grande différence de chaleurs spécifiques entre la vapeur d'eau et les gaz permanents. De là un autre avantage manifeste, un accroissement d'efTet utile; car la première portion de flamme, chargée de vapeur d'eau, ne cédant que très-peu de chaleur, peut-être même en prenant au calcaire , s'il est incandescent, doit être considérée comme s'échappant dans l'atmosphère avec le moindre excès possible de température, et par suite, comme nuisant le moins possible à la valeur calorifique du combustible. En même temps la seconde portion de flamme rentre dans les conditions les plus favorables pour céder une grande quantité de chaleur au calcaire; puisque, suivant les lois de MM. Dulong et Petit, cette quantité augmente en progression

géométrique pour des différences de températures en progression arithmétique *.

Toutefois cette dernière conséquence suppose que la diminution de durée du contact avec le calcaire, ou autrement dit, que la vitesse d'écoulement d'un poids donné de gaz n'est pas soumise à une loi d'accélération aussi considérable ; car on perdrait d'un côté ce qu'on aurait gagné de l'autre. Nous dissiperons tous les doutes à ce sujet, en exposant les propriétés générales des foyers.

L'alimentation par intermittence est indispensable avec les bois humides ; elle est très-avantageuse avec les bois refendus, ou à l'état de branchages; enfin, c'est sur les bois de fortes dimensions qu elle agit avec le moins d'efficacité. Ces propositions l ésultant de développements déjà connus, nous n'y insisterons pas davantage.

De l'influence du tirage.

§ 14. En général, il n'y a pas lieu de tenir compte de la température avec laquelle l'air arrive au combustible ; c'est ïa même que celle qui règne à l'extérieur du foyer. Il est possible cependant, et nous en montrerons plus d'un exemple, que l'air soit échauffé préalablement par de la chaleur qui eût été perdue sans cette circonstance: cela revient alors à augmenter d'autant ïa valeur calorifique du combustible, à le maintenir à une plus haute température, et par suite à faciliter la réaction de i'oxigène.

Quant au tirage, il varie d'une forme de foyer à l'autre,

1 Voici un exemple qui vient à l'appui de ces considérations. Nous avons fait construire des fourneaux c'conomiques pour les grandes chaudières à soupe du bagne de Brest; fun de ces fourneaux, servant déjà depuis plusieurs jours , fut mis en expe'rience pour constater le meilleur mode d'alimentation du foyer, et donna :

1° Charge du foyer , 30 kil. de bois ; temps ne'cessaire pour arriver à l'e'builition , 2 heures ; dépense totale en combustible , G3 kil. ;

2" Charge du foyer, 18 kil. de bois; temps nécessaire pour arriver à l'ébullition , 2 heures 1/2 ; dépense totale en combustible , 74 kil.

souvent même pour des modifications à peine sensibles : il importe donc d'apprécier jusqu'à quel point ces variations peuvent influer sur la combustion.

Quand le tirage se fait avec une grande vitesse, l'air est chassé contre le combustible comme par un soufflet: en parcourant les interstices de la charge, il se dissémine de tous côtés par le choc ; en même temps les points de contact avec le brasier sont plus intimes, et multipliés indéfiniment; la combustion de ce brasier est accélérée par cela même ; et les produits de la distillation, se trouvant mêlés avec l'air plus promplement et à une plus haute température initiale, s'enflamment avec facilité, et plus intégralement. Aussi, pour qu'un foyer soit fumivore, il ne suffit pas qu'il présente aux gaz carbonés des parois peu conductrices et incandescentes, il faut encore un certain tirage; et maintes fois nous avons eu occasion de constater qu'un foyer construit avec beaucoup de soins restait complètement fumivore, ou cessait de l'être, suivant la manière dont on réglait l'admission de l'air.

Ajoutons cependant que le tirage qui suffit pour un combustible ne suffit pas nécessairement pour tout autre ; que plus \m combustible brûle facilement, moins il est nécessaire d'augmenter le tirage; que par exemple, les bois de branchage en exigent moins que les gros bois, les houilles grasses moins que les houilles sèches : et cette question , de déterminer le degré tie tirage convenable dans chaque cas particulier, n'est pas sans importance; car, il est bien évident que plus les gaz chauds s'écoulent promptement, plus la transmission de calorique au corps à échauffer est incomplète, de sorte qu'il peut arriver que l'effet utile ne change pas , peut-être même qu'il diminue. Mais, en résumé , il n'est pas moins vrai de dire qu'une bonne combustion est inséparable d'un bon tirage.