CHAPITRE IV
Soupapes de sûreté et plaques fusibles.
iioupapes de sûreté.
1121. Les soupapes de sûreté sont des plaques fermant une ouverture en communication avec la chaudière et pressées par des poids qui font équilibre à la pression maximum que la vapeur ne doit pas dépasser. Quand la vapeur a acquis cette tension, la soupape se soulève, et la vapeur s'échappant ne peut pas acquérir une plus grande force élastique, si l'orifice d'écoulement est suffisant.
H22. Diamètre des soupapes. — Les ouvertures des soupapes doivent être assez grandes pour laisser sortir toute la vapeur qui peut se former. La quantité de vapeur qui se produit ordinairement dans les chaudières est, comme nous l'avons déjà dit, de 15 à 30 kilogrammes par heure et par mètre carré de surface de chauffe ; mais, comme les soupapes doivent pouvoir servir dans le cas où le feu aurait été augmenté d'une manière extraordinaire, il faut compter sur 100 kilogrammes par heure et par mètre carré de surface \ de chauffe, nombre qui, comme nous l'avons vu (1038), est le maximum de la quantité de vapeur qui puisse être produite.
1123. Connaissant la surface de chauffe S de la chaudière, on en \ déduit le poids et le volume de la vapeur qui doit pouvoir s'écouler par seconde. En désignant ce volume par Y, la vitesse d'écoulement par V, la section de l'orifice par S', on aura V = w. S', équation qui donnera S' quand v sera connu. Nous avons vu que les vapeurs s'écoulent comme des liquides de même densité ; ainsi la valeur de S' s'obtiendra facilement. Pour éviter les calculs, j'ai réuni dans le tableau suivant les vitesses d'écoulement de la vapeur pour un certain nombre de pressions.
VITESSE d'Écoulement de la vapeur dans l'air sous différentes pressions.
Pressions en atmosphères.
vitesse par seconde.
Pressions en atmosphères.
dO.
"Vitesse par seconde
t CHAPITRE IV. — SOUPAPES DE SÛRETÉ ET PLAQUES FUSIBLES. 55
1124. Supposons, par exemple, que la vapeur se produise sous la pression de 2 atmosphères, dans une chaudière ayant 10 mètres carrés de surface de chauffe ; la quantité de vapeur produite par heure sera à peu près de 20" X 10 =200 kilogrammes. Nous la supposerons, pour tenir compte des circonstances les plus exceptionnelles, de 1000 kilogrammes, ou par seconde de 0'',277.La densité de la vapeur à 2 atmosphères étant de 0,0011, le volume de vapeur à évacuer par seconde sera de 0,277: 0,0011 = 250 litres. Ainsi on aura V = 0'"%2S0 ; v = 428 mètres, et par conséquent S'= 0,2S0 : 428 = 0,000578. Pour donner une issue suffisante à la vapeur, il faudra donc que l'ouverture de la soupape ait à peu près 6 centimètres carrés. Cette ouverture est très-petite à cause de rénorme vitesse avec laquelle la vapeur s'écoule,
1125. Dans les anciennes ordonnances relatives aux machines à vapeur, les diamètres D et les surfaces S' des soupapes de sûreté des générateurs sont donnés par les formules
D = 2,6i/ 1— - ; et S' = «,30 ^—-^ (1)
dans lesquelles D est estimé en centimètres. S' en centimètres carrés ; S représente la surface de chauffe de la chaudière en mètres carrés, et îi le nombre d'atmosphères de la vapeur dans la chaudière, c'est-à-dire le numéro du timbre. Quoique les ordonnances de 1865 ne contiennent aucune prescription relative à la détermination du diamètre des soupapes, ces formules sont encore celles qui servent le plus ordinairement.
En admettant une pression de 6 atmosphères dans la chaudière et des surfaces de chauffe égales respectivement à :
5 10 20 30 40 50 60 mètres carrés j
les sections des soupapes de sûreté seront :
et leurs diamètres seront :
