CHAPITRE II

DE LA FORME ET DES DIMENSIONS LES PLUS CONVENABLES POUR LES FOURS CHAUFFÉS PAR LE BOIS.

Des fours chauffes par la houiile.

§ 15. Les combustibles que nous venons d'examiner ont été rangés en deux classes : les uns doivent brûler en contact avec ie calcaire , et les autres dans un fover isolé. De là deux espèces bien distinctes de fours.

Ceux de la première espèce, où l'on stratifié couche par couche le combustible avec le calcaire, peuvent se recharger indéfiniment de la même manière, tandis que par la partie inférieure on retire les produits, au fur et à mesure qu'ils sont calcinés: on les nomme, pour cette raison , yoMr.s à jeu continu. Leur vide intérieur ressemble ordinairement à un demicllipsoïde, ou à un tronc de cône posé sur sa plus petite base; et cet arrangement tient surtout à la facilité qui en résulte de tirer la chaux par faible quantité à la fois , sans ébranler toute la masse, que l'inclinaison des parois soutient et laisse descendre pou à peu.

Ces fours peuvent être chauffes indistinctement avec du charbon de bois, du coke, de l'anthracite, ou des houilles maigres. Leur marche est sujette à quelques inconvénients; mais, pour les éviter, il faut plutôt de l'habitude et de l'adresse de la part du chaufournier, que des modifications dans la forme des parois. Ce motif eût suffi , sans doute, pour attirer toute notre attention ; mais l'usage de la houille ou du charbon, au port de Brest, était chose trop dispendieuse pour nous permettre de faire les expériences nécessaires.

Des fours chauflFe's par le bois.

5 16. Les fours dans lesquels le bois est employé peuvent être à feu continu ou discontinu. Dans le premier cas, il suffit d'échauffer i'cnveloppe une fois pour toutes, et il y aurait

avantage évident sur le second cas, si les autres circonstances restaient égales des deux côtés. Mais ces fours exigent que le calcaire soit réduit en petits fragments de volume à peu près uniforme ; opération très-longue, par exemple, avec le calcaire compacte de Brest. Ils exigent aussi que non loin du foyer on laisse des ouvertures pour retirer la chaux calcinée ; or ces ouvertures, quoi qu'on fasse, laissent passer beaucoup d'air froid. Ils sont d'ailleurs inapplicables à la cuisson de la brique. En définitive, mais sans rien préjuger sur les améliorations dont ils sont peut-être susceptibles, nous avons pensé que, dans la position particulière où nous nous trouvions, ils ne présentaient pas assez de chances de succès pour être essayés de préférence aux fours à feu discontinu, et nous nous sommes borné à l'étude de ces derniers.

Ainsi restreinte, la question est encore susceptible de longs développements. En voici un aperçu:

1 " Propriétés générales , ou théorie des foyers ;

2° Courbure à donner aux parois du four, pour la répartition uniforme de la chaleur dans les diverses parties d'une même section horizontale, prise à une hauteur quelconque j

3° Chauffage dans le sens vertical du four, et division de sa capacité en compartiments superposés, etmunis chacun d'un foyer ;

4" Examen circonstancié des systèmes de fours ordinaires;

5" Enfin , grandeur et arrangement des diverses parties des nouveaux fours.

Tel est en même temps l'ordre qui va être suivi dans ce chapitre.

De l'écoulement des gaz chauds. •

§ 1 7. Quand un courant de gaz chauds, maintenu par un canal à parois cylindriques, s'élève dans l'atmosphère, c'est en vertu de l'excès de poids d'une colonne d'air froid de même base et de même hauteur, avec laquelle on peut le concevoir réuni comme par un tube recourbé, de manière à faire syphon. Sa vitesse à l'orifice supérieur du canal devient uniforme

presque aussitôt que 1 écoulement commence, et se déduit de la formule connue pour la chute des corps graves, V — -j/âgh , où g représente la vitesse acquise au bout de la première seconde de temps, c'est-à-dire 9,"81, et A l'excédant de hauteur que prendrait la colonne d'air froid, en passant à la température et à la densité des gaz chauds,

La vitesse mviltipliée par la section de l'orifice donne le volume écoulé dans 1"; l'équivalent de ce volume doit passer en même temps par toute autre section du canal ; donc, puisque le canal est supposé cyhndrique, la vitesse y sera la même qu'à l'orifice.

Toutefois le calcul ne s'accorde avec l'expérience qu'autant que l'on tient compte des frottements. Dans les cheminées ordinaires, par exemple, on a reconnu que la vitesse moyenne était environ le \ de la vitesse théorique: mais ce coeflicient numérique est trop simple pour être autre chose qu'un cas particulier d'un phénomène très-compliqué.

En eifet, le frottement dépend de la nature des gaz et de celle des parois; il est, suivant M, d'Aubuisson, proportionnel au carré de la vitesse, à la première puissance de la longueur du canal ; et en raison inverse de son diamètre. D'autre part , M. Péclet a déduit de ses nombreuses expériences sur l'air chaud non aller é , (.\vie , si l'on représente par ATIe rapport de la vitesse réelle à la vitesse théorique, on a, en appelant D le diamètre du canal , et L sa longueur ;

Pour des parois en terre cuite . . Ki = 2,06 1 / — ;

Idem en tôle Ki=i 3,25 1 / — ;

y L-i-lOD

Jdem en fonte Ks — 4,61 T / — .

Enfin, on passe de ces valeurs à celles qui conviennent pour l'air brûlé, en les multipliant par la racine carrée du rapport des densités, c'est-à-dire par 11112 = 0,962 pour

l'air complètement brûlé, et par H'H — 0,980 pour i'air demi-brûlé.

Formule fondamentale de la théorie des foyers.

5 18. Ces principes étant posés, cherclions la relation qui existe entre la température des gaz brûlés sechappant d'un foyer dans l'atmosphère, et le poids des mêmes gaz, écoulé dans l'unité de temps. Pour cela, soient:

/ La température moyenne des gaz brûlés;

y Le poids de ces gaz, écoulé dans 1";

KLeur vitesse d'écoulement;

(T Leur densité à la température t ;

A Leur densité à 0°, celle de l'air étant prise pour unité ; B La section du canal d'écoulement; H La hauteur de ce même canal ;

a Le coefTicient de la dilatation des gaz pour 1° centigrade, (il est égal à 0,00375.) On aura évidemment :

7j = J^xVxB (1).

mais la densité S" est en raison inverse du volume des gaz ; de sorte que si elle est A à 0°, elle sera à t" :