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Chevaux.
2336. M. Raoul Pictet a fait do son appareil une application curieuse à la congélation des S/,r/i/fif/-}'hu/s ; à Mancliester, la surface offerte au patinage est de 000 mètres carrés ; la congélation est obtenue au moyen de deux machines de 300 kilogrammes. Le parquet de Taire de patinage est forme'' par des tuyaux jointifs de 0°',25 à 0'",3U de diamètre ; placés dans toute la longueur, ces tuyaux sont réunis à cliarpie extrémité par un tuyau transversal; dans l'un de ces tuyaux transversaux arrive de l'eau glycérinée convenablement refroidie par une circulation danslesrélrigérantsdesmacliines; au-dessus de ce parquet se trouve une couche d'eau congelée de 0'",50 d'épaisseur ; on balaie toutes les heures pour enlever la poussière de la glace produite par l'action des patins et de temps en temps on remet une nappe d'eau pour renouveler la glace qui est transparente.
2337. Le calcul du travail théorique (pTil faut dépenser dans les machines peut se faire de la façon suivante.
Si Ton représente par/; la pression dans le condenseur et par^;,» la pression dans le réfrigérant , il faudra que le gaz pris par la pompe à la pression p^ soit amené à la pression p ; ce travail sera donc
et comme on a d'après la formule de Poisson
/.• étant le rapport des capacités calorifiques du gaz à pression constante et à volume constant, il viendra en remplaçant p en fonction
de V et en intégrant
et en combinant avec la formule (1)
La connaissance de la densité du gaz permettra de calculer la valeur dei^o, volume occupé par un kilogramme de ce gaz à la pression /?(, et à la température du réfrigérant.
D'un autre côté on a
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CIIAPITHE IV. — HEFBOIDISSEMENT HES COIU'S, ETC. IG'J
en appt'lanl /„ la ItMniK'raliirc du ri-lrifirraiil cl / la ti'iii|MT,iliiir h latiiii'llc h.' j^si/ est pnrit' ilaiis le 'jyliiidir par la coiiipicssidii on l'Ii
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l'iilin, en combinant avec (1), on a
Si Ton suppose que l'eau qui sert à refroidir le gaz s'écliaufTe dans son parcours de 0", et si l'on appelle c la ca[)acité calorifique du gaz à pression constante, la quantité de chaleur qu'il faudra enlever au gaz comprimé pour le ramener à la température de liquéfaction /„ sera c {t — 1^) ; si de plus la chaleur latente de vaporisation du liquide h cette température est représentée par /, la quantité totale (If chaleur que prendra l'eau sera l -\- c {t — /q) et comme chaque; kilogramme d'eau emporte 6 calories le nombre de kilogrammes
d'eau qu'il. faudra employer pour la condensation sera : ^^ ~ " •
Si enfin on représente par t^ la température de l'eau qu'il s'agit de congeler, le nombre de calories négatives dont on dispose étant représenté sensiblement par la chaleur latente de vaporisation du liquide et chaque kilogramme de glace exigeant pour se former 70 + /, calories négatives, le nombre de kilogrammes de glace obtenus par kilogramme de liquide vaporisé sera ^,^ .
On voit donc que le calcul exige la connaissance des capacités calorifiques à volume constant et à pression constante du gaz, ainsi que delà chaleur latente de vaporisation du liquide qui le fournit.
La valeur du travail ainsi calculé ne peut fournir qu'une approximation assez grossière à cause des frottements de la machine qui sont relativement considérables.
23^8. A/^porcils de ]/ro(!uctio}i du froid fondés sur la détente de fair. — Lorsqu'on comprime un gaz, il s'échauffe, et si, avant qu'il ait perdu la température qu'il a acquise par la compression, on le ramenait à son voliune primitif, il reprendrait évidemment sa température initiale ; par conséquent, si un gaz comprimé se trouvait à
la température ordinaire, il se refroidirait par sa dilatation d'nn nombre do degrés égal à celui dont il s'est échauffé par la compression.
2339. L'abaissement de température que subit un gaz par sa détente peut se calculer par la formule
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dans laquelle t et jj représentent la température et la pression initiales et /q ei Po la température et la pression finales. En prenant 1 5" pour température initiale et pour— les valeurs :
on trouvera pour les abaissements de température correspondants
53», 9oo, 117», 133°, 140°.
2340. La dilatation des gaz est donc un moyen très-puissant de produire un grand abaissement de température dans ces gaz et dans les corps qu'on met en contact avec eux ; mais cette méthode de refroidissement exige un travail mécanique considérable quand on veut opérer sur de grandes masses ; d'ailleurs le refroidissement produit par la dilatation ne serait pas, à beaucoup près, aussi considérable que celui qui est indiqué par le calcul, à cause de la chaleur fournie par l'enveloppe.
2341. Nous rapporterons à ce sujet la belle expérience de Thilorier, qui fait voir combien est puissant le mode de refroidissement dont il s'agit. De l'acide sulfurique et du bicarbonate de soude étant introduits dans un cylindre de fonte, et n'étant mis en contact qu'après la fermeture du cylindre, il se forme de l'acide carbonique qui se liquéfie sous une pression, à 0", de 36 atmosphères. En ouvrant un orifice par lequel le gaz sort de l'appareil, le refroidissement est de 93° au-dessous de la glace; le gaz est solidifié, et prend la forme d'une neige très-divisée.
2342. Différentes machines à produire le froid ont été imaginées en partant du principe delà détente du gaz; depuis plus de 25 ans différentes tentatives ont été faites par Garrie et Newton en Amérique, par Smith et Kirk en Angleterre ; plus récemment M. Winkhausen, de Brunswick, a construit des machines qui sont entrées dans la pratique et qu'on a employées dans des brasseries allemandes.
f.iiAi'rriii': iv. — iii:rnoiLMSSEMENT dks coiu's. etc. \~\
l'A\'.\. l'.ii isT.t. M. \iiiH'iiu;iii(l |>i(''S('iil;i ;'i rAciiilciiiic des sciences tiM lr<-i\;iil lli.>nrii[iic sur la iiiacliinc à air C()iii|ii'iiiii' ; m |)ai-laiil des rniiimics (l(! l'disson M. Aiiikmii^mikI calcule la (|iiaiilit<'' de lia\ail que nccessite la inacliine cl I ahaisscniciil de Iciuiicialiiri' (|iii [tciil èlrc ohicnu parla d(''lciilo. Il considère deux modes de relVoidissenieuf de l'air ceniitrirné, à savoir: 1° après la compression dans un cniidcuseur disliucl : 2° pendant la coui])ressi(Ui en niainleiianl la li'Uiperature C(tustaute par iiuii'cliou d'eau li'ès-(li\is(''(! dans le cylindre. Le travail, dans tous les cas, est la dillérence entre le lra\ail de la conjpression et le travail en partie restitué par la détente ; il ne (h'pend pour une lyasse déterminée que delà température initiale A\\ ^az et du dejj;ré de la délente ; il croît lorsque ce degré augmente »'t pour le rapport 2 entre la pression initiale et la pression finale, le traxail est environ double dans le cas d'un condenseur distinct de ce (piil es! dans le cas de l'injection d'eau. V.w adoptant le rappoit '2 pour la détente, le fra\ail moteur par kilograujuuî d'îiir refroidi, la teui|i(''iaîiu'e initiale étant 20", serait de 1 121 kilogrammèlres ; l'a- Itai^scmeul théorique de la température se ferait jusqu'à 52" : ce qui cori-espondait à Go kilogrammètres par caloi'ie négative produite ou 41 kilogrammes de glace par cheval-vapeur et par heure; en comptant sur un rendement de 0,1 seulement on obtiendrait encore 4 kilogrammes de glace par cheval et par heure.
Huoi qu'il en soit de ces déductions théoriques et de leur exactitude, on peut concevoir qu'un certain avenir est réservé aux macliiiii's à dilatati(M) d'air.
2;U4. M. Paul (iilïaid a établi récemment une machine formée de deux cylindres superposés dans lesquels se meuvent deux pistons actionnés par la même tige ; primitivement ces cylindres étaient à double elïét; dans le type actuel ils ne sont plus qu'à simple eflet, les fonds de chacun d'eux sont munis de deux soupapes, l'une pour l'admission de l'air, l'autre pour sa sortie. Le cyliudrf; inférieur, qui est celui de compression, reçoit en quantité exactement mesurée par le jeu d'un(î pompe foulante de l'eau froide; qui s'y intioduil avec une grande vitesse par une pbKjue percée d'un grand nond)re de trous ; celle admission se fait pendant le temps rigoureux de la marche du piston; le mélange d'eau et d'air refroidi passe dans un réservoir placé latéralement où ds se séparent, l'eau occupant la partie inférieure, l'air comprimé se rendant à la partie; supérieure; l'eau du récipient s'écoule par un tube et vient se déverser sur une pomme il'arrosoir en jets très-lins dans un cylindre qui est traversé par l'air
i72 LIVRE XIV. — DU HEFROIDISSEMENT.
froid de la machine après qu'il a traversé déjà les appareils qu'il doit refroidir; l'eau ainsi refroidie peut resservir à la condensation. Quant à l'air comprimé il passe par un tuyau dans le cylindre supérieur dit cylindre de détente où il travaille en se refroidissant et le lra\ail ainsi obteim vient en diminution de celui qu'il faut pour obtenir la compression.
La machine de M, Paul Giflfard présente des organes dont les dispositions sont très-ingénieuses, tels que 1° le piston garni de deux doubles bandes de cuir et de caoutchouc, dont le serrage est obtenu au moyen d'une rigole circulaire régnant à l'intérieur derrière la bande de caoutchouc et qui est en communication au moyen de petits conduits percés dans la surface du piston avec la capacité dans laquelle le gaz est comprimé ; on obtient ainsi une herméticité absolue, le serrage étant constamment et partout le même ; 2" la soupape conique dans laquelle une disposition analogue à la précédente assure une fermeture hermétique ; 3° le stuffing-box est garni au moyen d'une rondelle de caoutchouc presque durci et de forme conique dans la portion qui touche la tige de façon à obtenir le minimum de surface frottante.
