II

Les dimensions des fondations peuvent être déterminées d'après les règles suivantes:

Fig. 11, PI. XXXVI: ghik massif de béton, abcf massif en pierres de taille.

Hauteur de la fondation entière, y compris le massif de béton 35 d.

Angle d'inclinaison du massif de fondation = 60°.

Largeur du massif des pierres de taille ou de la maçonnerie 5 d.

Hauteur d'une assise de pierres de taille ou de maçonnerie e.

CHAUDIÈBES A VAPEUR.

Rendement et surface de chauffe d'une chaudière à vapeur.

Le rendement d'une chaudière à vapeur est le rapport entre la quantité de chaleur qui entre dans la chaudière par les parois et celle qui est développée par la combustion.

Notations :

B la quantité de combustible (en kilogrammes), qui est brûl&e

sur la grille par heure, M le nombre des unités de chaleur développées par la combustion

d'un kilogramme de combustible, Q la quantité correspondant à la combustion de B kilogrammes

de combustible, y compris l'air en excès, s = 0#24 la chaleur spécifique de ce mélange gazeux, k = 23 la quantité de chaleur qui entrerait, par heure et par

chaque mètre carré de surface de chauffe, si la température

des gaz combustibles était supérieure de 1° seulement à celle

de l'eau dans la chaudière, F la surfaee de chauffe de la chaudière, c-à-d. la partie de la

surface totale de la chaudière qui est en contact, d'un côté,

avec la flamme et les gaz et, de l'autre côté, avec l'eau, t^ la température de l'eau d'alimentation, t, la température de l'eau dans la chaudière, T0 la température de l'air à son entrée dans le foyer,, e = 2*718 la base des logarithmes naturels, p le rendement défini précédemment, S la quantité de vapeur (en kilogrammes), que développent, par

heure, les B kilogrammes de combustible.

Entre ces diverses quantités, on a les relations suivantes:

kF

Q s 650 — to 1

I '-c-'-Ibi

log. nat. j j-q

S= pM B 650 — 1„

i-ctt-To)^Q )

-F = -B-Tlog.nat.j-— — g Q

Pour les chaudières à vapeur chauffées à la bouille, on peut admettre :

s = 024, k = 23 et on trouve alors:

log-natiô-902^?)

-«.l^fc™)

B ~ wyua — p ,

Au moyen de ces formules on obtient:

Toutes les relations précédentes supposent que la surface de chauffe soit ce qu'on appelle une surface de chauffe indirecte, c-à-d. qui ne reçoit de chaleur que par son contact avec les gaz chauds. Mais, en réalité, une partie de cette surface est soumise au rayonnement direct du combustible enflammé, de telle sorte qu'en dehors de la chaleur fournie par son contact avec les gaz chauds, elle reçoit encore directement une autre quantité de

chaleur assez importante, correspondant au rayonnement; désignons par a le rapport de cette quantité de chaleur à celle qui est développée sur la grille, et qui n'es telle-même qu'une fraction du pouvoir calorifique du combustible consommé; soit q cette fraction, qui représente le rendement du foyer; ?j = p q sera alors la fraction de la puissance calorifique du combustible utilisée par la chaudière, ou son rendement définitif.

Dans les foyers à houille, quand la partie qui recouvre le foyer proprement dit agit seule comme surface de chauffe directe, a = 0*2; mais, lorsque les parois latérales agissent également comme surfaces de chauffe directes, on peut prendre a = 0*3.

L'avantage d'une surface de chauffe directe tient en partie à ce que q est d'autant plus petit que a est plus grand.

D'une manière générale on peut admettre:

q = 0-8 pour a = 0 q = 0-75 „ a = 0-2 q = 0*72 „ a = 0-3

Si on désigne maintenant par:

Tt la température des gaz chauds dans le foyer, T2 la température à laquelle les gaz pénètrent dans la cheminée, W la quantité de chaleur qui pénètre par heure dans la chaudière, w W la perte de chaleur due au refroidissement par les surfaces

extérieures, le rendement p est complètement donné par l'expression:

P-f + wTl-T0 + 8 dans laquelle on a:

T, = T0 + (AJ=.")JLH

tt-

H désignant la puissance calorifique du combustible. Ces formules permettent de calculer 1\ et p pour un cas déterminé, à la condition de donner à T2 une valeur convenable pour le tirage de la cheminée; nous avons vu précédemment (N°. 247) que, pour les cheminées en briques, T2 devait être compris entre 150° et 300° et, pour les cheminées en tôle, entre 200° et 400°.

Si on désigne maintenant par Wj = -=- la quantité de chaleur qui pénètre dans la chaudière, par mètre carré de surface de chauffe et par heure, on a:

v log. nat. T' t'

Si W est donné, la grandeur de la surface de chauffe s'obtient par la relation:

Si W n'est pas donné directement, mais si on connaît S, on peut le déterminer par la formule:

W = (606 5 + 0-305 tt - t0) S.

La quantité de combustible à consommer par heure est:

Si on pose: T0 = 0 et W = 0, les formules se simplifient et on a:

1i q > p = I - (.1 — a)fç-

wt = k-J--ff

log. nat =,'

Si on suppose maintenant:

pour 0 = 0 , q = 0-8 : T, — 1000° „ u = 0-2, q = 0-75: T, = 750 „ a = 0-3, q = 0-72: Tt = 630

• LA CHALEUR ET SON UTILISATION Ces formules conduisent aux tables suivantes: Valeurs de p:

la-

T2=400»|Ta = 3500Ta=300»iT,=2500.T2=200<>

Valeurs de 77 = p q:

TÎ=400*|T,=350,)

T2=3O0°,T1=2500.Ta=.20O° T2 = 150°

Valeurs de W, = -=- pour t, = 120° (pression de 2 Atm. environ) :

T,= 4000,T,=3500T2=3000Ts=250o;Tl=200<>Ta = 150<»

Valeurs de W, = -w pour t, = 160° (pression de 6 Atm. environ) :

ff=0 ' 10536 o=0-2. 13146 a=0-3, 16367

Si on fait to = 25° et par conséquent :

W = 618 S pour tt = 120° W = 630 S „ t, = 160«

on obtient définitivement les valeurs suivantes de

Valeurs de -=r pour tt = 120°:

Valeurs de -w pour t.

T»=4db°

lr-0 <r=0-2 a =03

Si la chaudière est munie d'un réchauffeur, dans lequel Peau d'alimentation, entrant à la température t0, doit se trouver portée à une température t < tt , de manière à être introduite dans la chaudière à cette température t, on a à déterminer les surfaces de chauffe respectives F' et F" de la chaudière et du réchauffeur. A cet effet, désignons par:

W la quantité de chaleur à fournir par heure à la chaudière, W" „ „ „ „ „ au réchauffeur.

La somme W = W + W" = (C06'5 -f 0305 tt — t*) S = DS représente la quantité de chaleur totale à fournir, par heure, à l'ensemble des deux appareils et on a:

On a, de plus, en désignant par T la température à laquelle les gaz chauds de la chaudière arrivent au réchauffeur: