UN KILOG
cAloriflqae du
d'air
des combustibles suivants :
oombasti-
ble par et sec
praUque
Volome des rai
Chaleur emportée
Volome des gas
Chaleor emportée
Calories
Calories
(a) Bois
(6) Tourbe
\c) Houille sèche à longue
flamme
(d) Houille grasse à longue
flamme
(é\ Houille maréchale . . .
{/) Houille grasse à courte
flamme
{g\ Houille anthraciteuse. .
(A) Anthracite
(i) Pétrole brut
;) Coke
OlMervattoiui
Col. 1. — Composition admise pour les divers combustibles.
Cendres
Humidité ....
Combustible pur .
Carbone
Hydrogène. . . .
Oxygène et azote.
a Bois
Tourbe
Houille sèche loogoe flamme
Houille grasse longue flamme
Houille
maréchale
Houille grasse confie flamme
Houille anlhracitense
An- Uiracile
Pëlrole
Coke
l.OOO
Col. 2. — Pouvoirs calorifiques moyens.
CoL 3. — On suppose l'air à 15*» à la pression 0.76 et moyennement humide (3/4 de saturation) ; on admet un excès de 50 0/0 sur la quantité d'air théoriquement nécessaire à la combustion parfaite.
On remarquera que le volume des produits de la combustion s'accroît notablement quand l'hydrogène est en excès (Pétrole), qu'il est plus faible au contraire, quand il y a un notable excès d'oxygène (Bois et Tourbe).
Les pertes de chaleur par la cheminée sont relativement moindres quand le combustible contient beaucoup de carbone.
FOYBRS ET CHEMINÉES
d33. RéiMirtltlon de la cbaleur dé^agrée dana les Pi^ye>rm. — Dans
les généralités qui suivent, nous nous occuperons plus particulièrement du chauffage à la houille.
Dans la combustion industrielle, la quantité de chaleur résultant du pouvoir calorifique du combustible se répartit comme il suit :
1° Chaleur utilisée dans la chaudière ;
2* Pertes de chaleur par conbustion incomplète sous les formes suivantes :
Escarbilles ;
Gaz combustibles : oxyde de carbone, hydrogène et carbures existant dans la fumée ;
Suie ou noir de fumée.
3° Perles par la cheminée, chaleur sensible des gaz chauds et chaleur de vaporisation de la vapeur d*eau ;
4° Perles par rayonnement et conduction, à travers les portes, les parois, le sol, cendres chaudes, etc.
334. Expériencefli de Mulhouse. — La Société industrielle de Mulhouse a étudié la combustion et la vaporisation au moyen de longues séries d'expériences du plus haut intérêt. Voici un court extrait de celles exécutées par MM. Scheurer-Kestner et Charles Meunier ; elles ont été faites sur une chaudière à 3 bouilleurs, dont les dimensions principales étaient : Surface de grille 1 m*. 70
^ , j t. «. I Chaudières i2 ) ^ , ^
Surface de chauffe, i r» n r^« ( 40 m'. 0
( Bouilleurs. . . , . 28 )
Surface des réchauffeurs 71 m*. 0
La houille de Ronchamp employée était assez impure (21 0/0 de cendres). La combustion était extrêmement soignée et les meilleurs résultats ont été obtenus quand la quantité d'air surpassait de 50 0/0 environ celle théoriquement nécessaire.
Dans ces conditions, on a trouvé qu'en moyenne 100 calories théoriques dégagées dans le foyer, se réparlissaient comme suit :
FOYERS ET GHEMINÉBS S03
Chaleur utilisée , ... 61 calories
IGaz combustibles.
Dans la fumée . . . 5.50 , / 7 50 Noir de fumée . . . O.SO Escarbilles .... ^50 Chaleur de la fu- l Vapeur d'eau . . . 2,50 | mée. j Gaz permanents . . 5.50 i Pertes par rayonnement (par différence). . . . 23.50
Ce résultat, Tutilisation de 61'0/Ô de la chaleur théorique, ne peut être atteint que dans des circonstances exceptionnellement favorables et les chiffres de pertes doivent être considérés comme des minimums.
S35. Pertes par conibtifit.lon Incomplète. — Escarbilles, — La perte par les escarbilles est favorisée par les circonstances suivantes :
Barreaux de grilles trop espacés ;
Combustible menu ou en poussière, qui filtre à travers les barreaux ; les menus maigres et surtout les charbons qui décrépitent sont fort exposés à cet inconvénient ; pour les menus gras ou demi-gras, on peut Tatténuer en mouillant légèrement le charbon avant de le charger.
Dans les grandes usines, on utilise les escarbilles, après les avoir épurées par triage et lavage, sous forme d'agglomérés ou dans des gazogènes spéciaux. La perte par les escarbilles atteint quelquefois des proportions notables.
Gaz combustibles dans la fumée. — Si la quantité d'air qui traverse le foyer se rapproche de celle théoriquement nécessaire, la combustion reste fort incomplète et Ton trouve dans la fumée à la fois de Toxygène libre et des gaz combustibles représentant jusqu'à 15 0/0 et plus de la chaleur du combustible. Cette perte diminue quand la quantité d^air augmente, mais il n'esl pas possible de la supprimer complètement, même avec beaucoup d'air en excès.
Voici les principales circonstances qui tendent à accroître cette perte :
Trop grande épaisseur de charbon sur la grille ; Tépaisseur de la couche de houille doit être proportionnée au tirage ;
Chargements trop rares ou irréguliers ; pour avoir une bonne combustion il faut charger fréquemment et par petites quantités ; c'est là une pratique fort importante, mais qu'on réussit rarement à imposer aux chauffeurs, si la grille est chargée irrégulièrement, il passe à certaines places de l'air en excès et à d'autres des gaz combustibles, qui ne se brûlent pas ;
Insuffisance d'air : par défaut de tirage ou quand la grille est mal décrassée ; une combustion trop active amène la scorifîcation des cendres qui obstruent les passages d'air. Les menus, les charbons collants se laissent mal traverser par l'air ;
Refroidissement des flammes avant la combustion complète résultant de ce que la chambre de combustion est trop petite ou mal disposée.
Fumée noire et suie, — La quantité pondérable de charbon contenue dans la fumée la plus noire est toujours très petite ; mais une fumée épaisse dénote une combustion défectueuse.
;$3e. Pertcfi par la eliemlnée. — Les pertes de chaleur par la cheminée sont d'autant plus importantes que la combustion est plus active, Tair en plus grand excès et la surface de chauffe plus petite. Pour bien dépouiller les gaz de leur chaleur, on les fait cirpuler, au sortir de la chaudière, autour de tuyaux parcourus par Teau d'alimentation (réchauffeurs d'eau d'alimentation) et Ton peut ainsi les refroidir assez pour qu'ils laissent condenser une partie de la vapeur d'eau qu'ils renferment. C'est par ce procédé que les expérimentateurs de Mulhouse ont pu réduire les perles par la cheminée à 8 0/0, chiffre très faible. Ces pertes sont plus grandes avec les combustibles riches en hydrogène, et avec ceux contenant de l'eau hygrométrique.
zant. Pertes par rayonnement. — Dans les expériences de Mulhouse, le chiffre des pertes par rayonnement a été obtenu par différence ; il n'est donc pas absolument sûr ; d'ailleurs, dans les expériences dont il s*agit, la combustion était lente et le massif de^îhaudière très développé, ce qui tend à exagérer le rayonnement.
Les pertes par rayonnement comprennent la chaleur rayonnée par le massif, par la porte, par le dessous de la grille, par les parties saillantes de la chaudière, la chaleur perdue par conduction et celle emportée par les cendres chaudes retirées du cendrier. Elles sont moins importantes avec les chaudières à foyer intérieur (| 266), qui utilisent mieux le rayonnement direct et surtout avec les chaudières tubulaires (| 267), qui présentent moins de volume extérieur ; mais, dans ces chaudières, la chambre de chauffe et la grille sont généralement petites et la combustion moins bonne.
Des expériences de Mulhouse, il résulte que, tout compte fait, les divers systèmes de chaudières sont très sensiblement équivalents au point de vue de la bonne utilisation du combustible.
1S63». Olmenslons de«ffrllle«. — L'activité de la combustion se règle par le tirage ; elle peut varier dans de très larges limites, sans que la combustion cesse d'être bonne, si l'épaisseur du combustible sur la grille est maintenue en rapport avec l'intensité du tirage.
La combustion est dite lente pour une consommation de 0 k. 15 à 0k.3O de bouille par heure et par décimètre carré de grille ; elle est nioyenne pour 0 k. 40 à 0 k. 80 ; très active au delà de 1 k. 50. -
Pour brûler une quantité donnée de houille par heure, il est clair qu'on
FOYSrS ET GBEMINEES
peut employer une petite grille avec combustion active ou une grande grille avec combustion lente.
Un foyer est plus facile à conduire à une allure modérée ; la besogne du chauffeur est plus commode et moins assujettissante ; les décrassages sont moins fréquents et les cendres moins scorifiées ; la chaleur rayonnante est mieux utilisée, les flammes moins vite refroidies par le contact de la chau* dière.
Yoici quelques données correspondant h une bonne marche moyenne :
