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brûlée. Cette cause d'inexactitude est sérieuse, mais peut être évitée en faisant des essais d'une telle durée que la condition du feu au commencement et à la fin de lessai soit négligeable en comparaison du feu total. C'est la méthode qui fut adoptée dans les essais de ce rapport et qui est décrite dans les "Règlements de l'American Society of Mechanical Engineers” pour conduire des essais au générateur! d'après la méthode ‘“‘alternative”. Une autre manière de surmonter les difficultés consiste à retirer le feu juste avant le commencement de l'essai, et le commencer avec une quantité pesée de combustible frais et de retirer le feu juste avant la fin de l'essai, L'objection que l'on présente à cette méthode de commencement et d'arrêt, (connue comme la méthode ‘étalon AS. M. E.), c'est que le générateur est inévitablement refroidi d'une quantité inconnue durant le procédé laborieux d'enlèvement du feu et de l'allumage d'un nouveau. De toutes façons le feu devrait être bas tant au commencement

qu'à la fin de l'essai, de façon à diminuer la différence possible dans la quantité de combustible sur la grille au commencement et à la fin de l'essai. Evidemment à la fin le feu sera plus chargé de cendres et de mâchefer qu'au commencement, fait qui doit être également considéré. Il se produit une autre erreur si la vapeur n'est pas sèche lorsqu'elle quitte le générateur; en d'autres mots la vapeur peut emporter dans le tuyau à vapeur une certaine quantité d'humidité qui se trouve entraînée mécaniquement. Dan: ce cas, la quantité d'eau pompée dans le générateur ne représenterait pas la quantité exacte d'eau transformée en vapeur, surtout que toute l'eau n'aurait pas été évaporée. Une erreur quelque peu semblable se produit S'il y a une fissure dans le générateur, le tuyau d'échappement le tuyau d'alimentation, où la pompe d'alimentation, dans quel cas toute l'eau fournie par la pompe d'alimentation ne se rend pas dans le générateur où s'échappe avant d'être évaporée et par conséquent on donne au générateur crédit pour avoir évaporé de l'eau qui n'a jamais été transformée en vapeur. Dans un essai au générateur fait avec précaution, on doit faire en sorte de se prémunir contre toutes crreurs dues aux causes ci-dessus mentionnées et c'est naturellement ce qui a été fait dans les essais discutés ici.

Afin d'établir une juste comparaison entre les pouvoirs d'évaporation des différentes houilles, il est désirable non seulement de maîntenir aussi uniformes que possible les conditions durant tout l'essai de chaque houille, mais aussi de s'arranger de façon à ce que chaque houille ait la même chance de développer li maximum de sa capacité d'vaporation. Le problème devient ainsi très compliqué. La première co: ‘on est facile, mais pour remplir la seconde, il serait nécessaire de faire une série complète d'essais avec chaque houille, dans le même générateur ex à différents degrés de combustion et cette série devait être répétée avec des générateurs et spécialement avec des fournaises de modèles différents jusqu'à ce que l'on trouve les conditions normales de travail les plus favorables pour chaque houille. Les dépenses de temps, d'argent et de houitle requises par des essais de cette sorte sont naturellement prohibitives dans la série d'essais présente.

Voir Trns. A.SMLE., XXIe Vo. p. 42.

Dans la série d'essais qui fait l'objet de ce rapport, la quantité de chaque échantillon de houille disponible à été dans beaucoup de cas suthsante pour un essai de dix heures seulement (et dans aucun cas sufhisante pour plus de deux essais) dans un générateur estimé à 60 CV. et ème dans ces conditions, la question du transport, de l'emmagasinage et de la manipulation de près de soixante-dix lots de séparés de combustible à été suffisamment sérieuse,

Après mûre considération, 1 a été décidé que, puisqu'un seul essai pouvait être fait avec chaque houille, tous les essais seraient conduits au même degré d'évaporation. On dut par conséquent brûler à un degré de combustion plus élevé par pied carré de grille les houilles dé pauvre qualité plus que les autres, mais on considéra que cette condition représentait plus exactement celle que lon rencontrait dans la pratique, car ilest rare que celui qui se sert de la vapeur change la disposition de son générateur ou la superficie de sa grille quand il change de houille, excepté lorsqu'il y a une différence fondamentale dans la houille (pe. quand on brûle de l'anthracite au lieu de houille bitumineuse). Le degré d'évaporation adopté ur tous les essais tenviron 41 livres d'eau par pied carré de surface de chauffage par heure) est celui qui à été considéré comme permettant au générateur de donner approximativement son meilleur rendement avec une houille Américaine étalon (Crique Georges, Cumberland, Md.).

En rapport avec les explications ci-dessus, on devrait prendre en note que le générateur en question a un rendement en quelque sorte moins élevé! que celui que l'on aurait pu obtenir avec une unité de générateur plus grande. Les resultats de l'évaporation sont, par conséquent, inférieurs à ceux qui seraient obtenus avec les mêmes houilles dans des essais faits avec des générateurs plus grands et d'un rendement supérieur, mais on croit qu'ils représentent avec assez d'exactitude les résultats que l'on peut attendre d'unités plus petites, non spécialement outillées pour des fins industrielles. Les valeurs comparatives n'auraient probablement pas été changées d'une façon appréciable si les houilles avaient été essayvées sur une p.ts grande échelle.

[est aussi possible que l'on eût pu obtenir des rendements plus élevés dans ces essais s'il avait été possible de faire des clangements dans les barreaux des grilles, dans les garnitures de la fournaise et dans les briques afin de mieux les adapter aux particularités de chaque houille, mais on ne peut conseiller un tel procédé à moins d'avoir assez de chaque houille pour faire au moins trois, ou mieux quatre essais avec chaque houille, de façon à pouvoir être sûr que chaque changement est profitable, au lieu du contraire. Dans l'ensemble, cependant, il a semblé préférable de conserver la même fournaise et les mêmes garnitures de fournaise durant teut l'essai? même au risque de placer certains échantillons à un certain désavantage, aussi long-

1 Pour description du générate tr et ses caractéristiques, voir p. 15. Pour résultats d'essais faits avec de la houille ét on, voir p. 406.

2 Pour trois essais dans lesquels la houille était très petite, on a fait une exception et

l'on a employé des barreaux a grilles spéciaux ayant d'étreites ouvertures d'air. (Voir Essais 67, 69 et 70).

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temps que l'outillage choisi était d'un modèle étalon et bien approprié à la majorité des houilles ordinaires. Dans n'importe quel cas, les différences de rendement de la fournaise, dues à un léger manque d'adaptation des barreaux des grilles, ou autres, seraient masquées par toute erreur dans la méthode de travail du feu.

La méthode de chauffage adoptée dans le cas de toute houille spéciale peut avoir plus d'influence sur le résultat d'un essai au générateur que toute autre circonstance. On peut dire avec certitude qu'aucun appareil de ch uffage mécanique qui ait été construit jusqu'ici a réussi à égaler les résultats obtenus par le chauffage de première catégorie à la main et d'un autre côté, un mauvais chauffeur peut souvent dépenser plus de combustible que même un chauffeur mécanique mal manoeuvré. C'est pourquoi il est de la plus grande importance, lorsque l'en fait des essais comparatifs de houille, d'avoir un bon chauffeur d'expérience rapide dans son travail et capable d'adopter la meilleure méthode de chauffage pour chaque houille et son travail doit être vérifié par tous les moyens possibles au fur et à mesure de l'essai. Chaque fois qu'il est possible on devrait faire un essai préliminaire pour déterminer l'épaisseur du feu et l'intensité du tirage qui donnera le minimum de consommation d'air compatible avec une bonne combustion. Dans ce but, un enregistreur CO, peut rendre des services appréciables, mais il est préférable naturellement d'obtenir une analyse des gaz des tuyaux par un chimiste compétent. Si l'on ne peut faire d'essai préliminaire, tout ce que l'on peut faire, c'est de diriger le chauffage d'après l'expérience du chauffeur, changeant les conditions d'approvisionnement d'air, l'épaisseur du fu, etc., de suite, si la méthode adoptée au début ne donne pas de résultats satisfaisants. Si possible le même chauffeur devrait faire tous les essais de ia même série.

Les conditions principales suivantes furent adoptées comme gouvernant la série d'essais rapportés ici, et définissent, croit-on, la meilleure méthode que l’on puisse adopter dans les circonstances :—

(1) Dans chaque essai, le degré de combustion fut arrangé de facon à donner autant que possible la même quantité de vapeur par heure, c.a.d. 1,800 livres. Le rendement du générateur au cours de tous les essais devrait par conséquent être environ le même. Cependant le rend nt de la fournaise tendrait à être différent dans les différents essais, parceque différentes houilles auraient différents degrés de combustion et par suite aussi de la variation des qualités des houilles.

(2) On décida d'employer le chauffage à la main sur les grilles à barreaux fixes et d'avoir recours au même chauffeur durant tous les essais. Heureusement cela fut possible.

(3) La durée de chaque essai fut de dix heures environ. Cela est assez pour brûler 250 à 300 livres de houille par heure et être sûr qu'il ne peut y avoir qu'une petite erreur dans le mesurage du combustible par suite de la différence dans la quantité de houille sur la grille au commencement et à la fin de l'essai.

4) En plus du mesurage de la houille et de l'eau et d'autres observations nécessaires, on prit note de toutes les difficulté survenant durant le travail du feu, la quantité et la nature du mâchefer formé, la quantité de fumée produite dans le but d'obtenir une idée générale de l'état de la houille dans chaque cas. est à espérer que l'information obtenue de cette facon aidera considérablement à se former une opinion sur la valeur de chaque houille en particulier.

Les quelques notes brèves qui suivent sont ajoutées en rapport avec certains résultats et calculs d'un essai au générateur:

Évaporation de l'eau. Min d'évaporer l'eau qui est pompée dans un générateur il est nécessaire de fournir suffisamment de chaleur pour chauffer l'eau de la température d'alimentation à la température à laquelle fonctionne le générateur. On doit fournir une quantité supplémentaire de chaleur afin de transformer l'eau chauffée en vapeur, le total de ces deux quantités de chaleur étant pris comme la chaleur donnée à chaque livre d'eau où comme la chaleur actuelle d'évaporation de chaque livre de vapeur.

Evaporation équivalente.—Comme il est difficile de comparer les résultats d'essais dans lesquels la pression de la vapeur, la température et la température d'alimentation d'eau sont toutes différentes, il est nécessaire de réduire les résultats desdits essais à une base commune. Cela est fait en calculant l'évaporation de et à 212° F., le chiffre connu comme l'évaporation équivalente par livre de houille de et à 212° étant obtenu. Afin de transformer une livre d'eau à 212° en vapeur de la même température on requiert environ 966 U T.B

Ainsi, supposons que dans un certain essai on trouve que la température d'alimentation et les autres conditions sont telles que 1,100 B.T.U. doivent être employées pour transformer chaque livre d'eau d'alimentation en vapeur et que la quantité actuelle d'eau évaporée par livre de houille soit 7-4 livres, la quantité équivalente d'eau qui serait évaporée par livre de houille de et à 212° F. (avec la même dépense de chaleur) serait 7—4 X 1,100+966, c'est à dire 7-4 X1-138 ou 8-4. L'évaporation équivalente trouvée pour chaque essai donne ainsi une base numérique pour la comparaison du pouvoir d'évaporation de toutes les houilles.

Tirage.--Le tirage dans la fournaise d'un générateur est mesuré par la différence de la pression d'air sous laquelle l'air nécessaire à la combustion passe à travers la couche de combustible qui repose sur la grille. Ii est évident que plus est épaisse la couche de combustible et plus les molécules de houille qui la composent sont resserrées, plus le tirage requis sera grand. Ce tirage est habituellement mesuré en pouces d'eau et est indiqué par la différence du niveau d'eau dans les deux branches d'un tube en U, l'une ouverte à l'air et l'autre reliée à l'endroit où l'on doit mesurer la pression ou le vide. Une pression de 5-2 pouces par pied carré est requise pour maintenir une colonne d'eau de 1” de hauteur et un tirage de 1” d'eau veut par conséquent dire que la pression d'air en dessous de la grille est de 5-2 livres plus grande que la pression d'air au dessus de la couche de combustible.

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Chevaux vapeur du générateur.—Le chiffre qui désigne communément les chevaux vapeur d'un générateur est employé pour exprimer la capacité d'évaporation du générateur ou son degré nominal de production de vapeur. Quand il est exprimé de cette manière, l'évaporation de 30 livres d'eau par heure d'une température d'alimentation de 100° F, et à une pression de 70 livres par pouce carré est équivalente à un cheval vapeur de générateur. L'évaporation de 4414 livres d'eau par heure de et à 212° F. représente la même dépense de chaleur et peut être employée pour représenter la même quantité. Le cheval-vapeur d'un générateur peut par conséquent être facilement trouvé en divisant l'évaporation équivalente par heure de et à 212° F. par 3414.

Sécheresse de la vapeur. —La quantité d'humidité contenue dans la x apeur produite par un générateur, dans lequel la formation de la vapeur n'est pas trop rapide, sera gé iéralement moins de 3 pour cent, à moins que l'eau d'alimentation ne contienne des substances qui causent de l'écume. Dans tous les essais complets au générateur on devrait mesurer l'humidité dans la vapeur pour des raisons que l'on à déjà démontrées et cela peut être aisément accompli au moyen d'un calorimètre à registre,

Quand on laisse échapper de la vapeur contenant de l'humidité à travers un orifice où une valve de telle manière que sa pression est réduite, on trouve que la vapeur est plus sèche à basse pression que dans le cas du début. Ainsi, par exemple, une livre d'eau à 32° F. requiert environ 1,150 U.T.B. pour la transformer en vapeur sèche à raison de 96€ ou contenant 4 d'humidité, à 100 livres par pouce carré. On peut par conséquent considérer une livre de ladite vapeur comme emmagasinant 1,150 U.T.B. Quand on la laisse s'échapper à travers un petit orifice, de telle manière qu'il n'y ait aucune perte de chaleur, dans un espace où il y à une pression de, disons, 15 livres par pouce carré, l'humidité sera séchée ou évaporée jusqu'à ce que la chaleur emmagasinée dans chaque livre soit la même qu'auparavant. Cela aura lieu (avec une pression basse de 15 livres par pouce carré) quand l'humidité dans la vapeur aura été évaporée, comme on peut le vérifier en calculant la chaleur totale d'une livre de vapeur sèche à une pression de 15 livres par pouce carré. On trouvera que cela monte presqu'à 1,150 U.T.B.

En mesurant la sécheresse de la vapeur au moyen du calorimètre à registre, la Vapeur humide est enregistrée jusqu'à ce qu'elle soit complètement sèche où même un peu surchauflée. D'après des observations de a température et de la pression auxquelles se présente cette condition, l'état originel de la houille est calculé au moyen des tableaux de vapeur.

ir employé pour la combustion.—-La combustion de houille dans une fournaise de générateur devrait être effectuée avec un léger supplément de la quantité d'air requise pour la combustion complète. Ainsi, les gaz des tuyaux de la fournaise ne révèleraient qu'une petite quantité d'oxygène libre, le gros de l'oxygène dans l'air s'étant combiné avec le carbone et l'hydrogène du combustible pour former soit du dioxide de carbone ou de

la vapeur. Un excès d'air emporte et perd la chaleur que l'on pourrait utiliser autrement.

Le mesurage direct de l'air qui entre dans la fournaise d'un générateur au moyen d'un anémomètre est difficile et peu satisfaisant et il est d'usage de contrôler et de mesurer la quantité d'air employée par les résultats des analyses chimiques des gaz des tuyaux.! Considérant qu'un échantillon satisfaisant des gaz des tuvaux à été obtenu et analysé d’une façon précise, on peut calculer le poids du carbone contenu dans 100 livres de gaz et par là la quantité d'air employée par livre de houille brûlée. La quantité de carbone brûlé par livre de houille mise au feu étant connue, il est facile de déterminer le nombre de livres d'air amené dans la fournaise par livre de houille mises au feu. La chaleur perdue ou emmenée dans la cheminée par les gaz chauds des tuyaux peut alors être calculée si la température des tuyaux à gaz et celle de la chambre des générateurs ou d'alimentation d'air au générateur est connue. La quantité d'air qui suffirait juste à brûler complètement une livre de houille est habituellement de 10 à 12 livres, suivant la composition de la houille. On obtient de bons resultats avec la fournaise d'un générateur ordinaire quand l'air employé est généralement en excès de 15 à 25 pour cent du chiffre ci-dessus, disons 12 à 16 livres d'air par livre de houille. Dans une telle fournaise il est rarement possible d'obtenir une bonne combustion avec un excès d'air un peu inférieur à celui indiqué ci-dessus. Il est très difficile de pouvoir travailler certaines houilles

sans admettre un excès d'air plus er ‘érable que celui-là. Pertes dues à la radiation.—N ‘cile d'obtenir des informations précises en ce qui concerne la chaleu. à radiation provenant des géné-

rateurs à vapeur car il est très diffici. de mesurer par expérience la quantité en question. Le code de règlements À. S. M. E. pour les essais au générateur prétend que les pertes dues à la radiation devront être comprises avec les pertes dues aux hydrocarbones non brûlés dns les tuyaux à gaz et autres pertes indéterminées. On peut essayer de mesurer les pertes dues à la radiation dans un générateur en plaçant des briques au dessus de la grille et en déterminant la quantité de houïlle requise pour maintenir une pression constante de vapeur (et on doit le présumer une température également constante) durant une période de S suffisamment longue. La moyenne de dix-sept essais faits par Donkin et Kennedy de cette manière avec différents générateurs? donne environ 5-8 pour cent de la chaleur totale de la combustion. La perte de radiation est cependant proportionnellement plus grande dans les petits que dans les grands générateurs et plus grande dans les générateurs munis de briques que dans ceux qui ont une surface de radiation plus minime. 1] doit arriver que l'on trouve fréquemment des pertes dues à la radiation s'élevant jusqu’à 10€% de la chaleur développée par la houille à la capacité spécifiée du générateur.

1 Pour les méthodes d'analyses des gaz des tuyaux, adoptées dans les présents essais, voir IXe Partie.

? “Engineering,” 1897.

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