CHAPITRE V. — ALIMENTATION DES CHAUDIÈRES A VAPEUR

tuyau amène la vapeur de fuite qui se trouve lancée contre la surface de l'eau et l'échauffé, le toit de la bâche porte un tuyau d'échappement pour l'excès de la vapeur, un tuyau latéral met la bâche en communication avec la pompe alimentaire. Dans cet appareil les conditions du chauffage sont moins réguUères que dans les précédents.

H92. La disposition la plus convenable consiste à placer dans un réservoir clos en fonte ou en tôle, et recevant avant son entrée dans la chaudière l'eau qu'y refoule la pompe alimentaire, un appareil dans lequel circule la vapeur de fuite ; celle qui n'a pas été condensée pendant son passage s'écoule dans l'atmosphère. Cette surface de chaulïe peut être constituée de différentes manières; on peut employer un appareil en fonte de forme spéciale, un serpentin, un faisceau tubulaire ; mais il faut toujours prendre bien soin de rendre les surfaces accessibles pour le nettoyage, car les eaux laissent toujours des dépôts.

Comme l'alimentation se fait toujours par intermittence, il est utile d'avoir un certain volume d'eau dans le réchauffeur, ce à quoi on peut toujours satisfaire au moyen de la disposition que nous venons d'indiquer. Cette disposition présente en outre l'avantage de ne pas exiger un réservoir supérieur ou une seconde pompe pour l'introduction de l'eau dans la bâche.

On peut ainsi élever l'eau facilement à une température voisine de 80 à 90° à la condition de donner à la surface de chauffe une étendue convenable.

1193. On peut admettre que dans le cas de la fonte ou du fer la quantité de chaleur qui se transmet par mètre carré et par heure dans le mode de chauffage actuel est de 500 calories environ par chaque degré d'excès de température de la vapeur sur celle de l'eau.

Nous savons en effet que dans un chauffage régulier par la vapeur et quand il n'y a pas d'eau dans les conduits de vapeur, cette quantité est de 1500 à 2000 calories ; or, dans le cas présent, l'arrivée de la vapeur de fuite est intermittente, elle ne se produit guère que pendant la moitié du temps total, et à chaque intermittence le tuyau se remplit d'air.

Si l'eau est prise à 10° et si on veut la porter à 90°, le nombre de 'Calories à dépenser par kilogramme d'eau sera de 90 — 10 = 80, et si n est le nombre de kilogrammes d'eau à fournir à la chaudière en une heure, 80 ?i sera le nombre de calories à fournir ; d'un autre côté la vapeur de fuite étant supposée à 100°, la différence de tem-

pérature entre l'eau et la vapeur sera de 10°; un mètre carré de surface de chauffe laissera donc passer 500 x 10 =5000 calories en une heure; la surface de chauffe à employer sera donc 80 n : 5000. Observons que cette surface diminue rapidement quand la température de l'eau qu'on veut obtenir s'abaisse elle-même ; aussi elle serait la moitié seulement pour de l'eau à 80° ; le tiers pour de l'eau à 70% etc.

CHAPITRE VI Appareils pour séparer de la vapeur l'eau qu'elle entraîne .

1194. Lorsque la vapeur sort d'une chaudière, elle entraîne toujours avec elle une certaine quantité d'eau liquide en très-petits globules. Cette eau paraît provenir principalement des enveloppes des bulles de vapeur, qui viennent crever à la surface. La quantité d'eau entraînée est très-grande quand on ouvre subitement une large issue à la vapeur, à cause de l'ébullition tumultueuse qui en résulte, surtout quand l'orifice d'écoulement de la vapeur est situé au-dessus d'un des tubes de communication de la chaudière avec un bouilleur. Dans certaines circonstances, on voit sortir une espèce d'émulsion semblable à de l'eau de savon battue. L'existence de l'eau à l'état liquide dans la vapeur est constatée par la présence des dépôts que produit l'eau dans tous les tuyaux qui conduisent la vapeur. Cette eau, entraînée mécaniquement, n'a que de faibles inconvénients quand la vapeur doit être employée au chaufTage ; elle peut seulement former des dépôts qui, à la longue, obstruent les tuyaux de chauffage, ou diminuent leur conductibilité ; mais, pour les machines à vapeur, elle présente de graves inconvénients et produit une perte de chaleur notable, car toute celle qu'elle renferme est perdue.

1195. D'après des expériences faites par M. de Pambour, la quantité d'eau entraînée par la vapeur, dans les locomotives sur lesquelles il a opéré, serait comprise entre 0,30 et 0,40 du poids de la vapeur. Sur les chemins de fer de Yersailles (rive gauche) et d'Orléans, M. Lechatelier a trouvé 0,40 pour la quantité d'eau cut traînée mécaniquement. Des expériences, faites par MM. Gouin et Lechatelier sur une machine du chemin de fer de Versailles (rive droite), ont donné seulement 0,18. Sur le chemin de fer du Nord, M. Bertera a trouvé en moyenne 0,42 pour les locomotives à voyageurs, et 0,52 pour les locomotives à marchandises. On voit, d'à-

CIIAPITUE VI. — APPAREILS POUU SÉPARER L'EAU ENTRAINÉlî. 93

près cela, que les quantités d'eau entraînées mécaniquement sont considérables et qu'elles varient entre des limites assez étendues. Ces expériences ont été faites en déterminant le poids de l'eau consommée dans un certain parcours, et en comparant ce poids à celui de la valeur consommée d'après les dimensions des cylindres, la détente et le nombre des coups de piston. Il est évident que ces nombres comprennent les fuites et les diverses condensations ; ils doivent être considérés comme des maximums. Pour les machines de manufactures, ces nombres doivent être considérablement réduits. On a proposé et essayé plusieurs moyens de débarrasser la vapeur de l'eau liquide qu'elle contient; nous les indiquerons successivement.

1196. On a d'abord fait communiquer l'orifice par lequel la vapeur doit sortir de la chaudière avec un tuyau de même diamètre, horizontal, occupant dans la chambre de vapeur toute la longueur de la chaudière, et percé à sa partie supérieure d'un grand nombre d'orifices dont les diamètres vont en croissant à mesure qu'ils s'éloignent de l'orifice de sortie, et dont la somme des airs est au minimum égale à la section du tuyau. Par cette disposition, la prise de vapeur se fait dans toute la longueur de la chaudière ; l'abaissement de pression ayant heu dans une grande étendue, l'ébuUition est beaucoup moins tumultueuse, et il doit y avoir beaucoup moins d'eau entraînée que dans les dispositions ordinaires. Cet appareil, imaginé par M. Ewbank, a donné de bons résultats.

1197. On a proposé ensuite d'établir la prise de vapeur à l'extrémité d'un tuyau qui circulait sur le fond de la chaudière et communiquait ensuite avec la tubulure de sortie ; l'orifice était surmonté d'une soupape que l'on rapprochait convenablement de cet orifice au moyen d'une tige à vis passant à travers une boîte à étoupe. Par cette disposition, l'orifice d'entrée de la vapeur dans le tuyau pouvant être plus petit que la section du tuyau, la vapeur, en y entrant, éprouve une dilatation qui produit la vaporisation de l'eau entraînée à l'état liquide ; la vapeur se réchauffe en parcourant la partie inférieure du tuyau, et peut sortir sensiblement saturée et sans eau.

1 198. On peut aussi dessécher la vapeur en la chauffant au moyen de la chaleur de l'air brûlé à la sortie des carneaux ; il est possible de vaporiser ainsi la totalité de l'eau entraînée, mais en général il restera une certaine quantité d'eau, ou bien la vapeur sera surchauffée. M. Sorel proposa en France, bien avant qu'on l'eût essayée en Amérique, de diviser la vapeur en deux courants : l'un des deux tra-

verse un serpentin dans lequel la vapeur est surchauffée, et arrive ensuite dans un récipient où il se mélange à l'autre courant. On peut ainsi régler par des robinets les proportions de vapeur saturée et surchauffée. Ce moyen est comphqué à cause de l'appareil de surchauffement, et jusqu'à présent il n'a été employé que dans quelques essais.

1199. Une disposition assez efficace consiste [fig. 258) en un vase de fonte, de tôle ou de cuivre, renfermant de l'eau jusqu'à une certaine hauteur, dans lequel la vapeur est amenée par un tuyau AB, qui se prolonge verticalement dans le vase jusqu'à 20 ou 30 centimètres du niveau de l'eau, et d'où elle sort ensuite par un tuyau CD qui s'ouvre sur le couvercle. Les globules d'eau renfermés dans la vapeur se précipitent dans l'eau du vase et y restent, tandis que la vapeur s'échappe presque sèche. Un niveau d'eau fait connaître au chauffeur la hauteur du liquide dans le vase, et un tube qui retourne à la chaudière permet de n'y laisser que la quantité convenable.

Fig. 258.

Fig. 259.

1200. On pourrait rendre l'appareil plus simple et diminuer le refroidissement, en plaçant le vase de projection d'eau en partie dans la chaudière, comme l'indique la figure 2S9. Il faudrait alors percer la partie inférieure du vase d'un certain nombre d'orifices, pour que le niveau de l'eau se maintînt sensiblement le même que dans la chaudière. Diverses variantes de cette disposition ont été employées.