CHAPITRE YI. — ÉVAPORATION PAR LA VAPEUR

de 2S à 30 millimètres de diamètre intérieur ne devaient pas avoir plus de 30 à 40 mètres de longueur. Il est important de remarquer que la quantité de vapeur condensée par mètre carré, par heure et par degré de différence de température ayant été trouvée sensiblement la même pour des chaudières à double fond et des tuyaux, il est très-probable qu'il en serait de même quand rébuUition est établie; mais il faudrait nécessairement que toutes les précautions eussent été prises pour expulser complètement l'air.

On emploie aussi des appareils de chauffage dans lesquels la vapeur parcourt simultanément plusieurs tuyaux, et qu'on désigne sous le nom de grilles; mais, comme, dans ces appareils, on ne peut pas s'assurer si la vapeur parcourt simultanément tous les tuyaux, on ne peut rien affirmer relativement à l'effet qu'ils produisent; cependant, si tous les petits tuyaux débouchaient dans un autre d'un grand diamètre, il deviendrait probable que tous fonctionnent, et alors les surfaces de chauffe devraient produire le même effet que si la vapeur ne s'écoulait que par un seul tuyau.

1619. Dans ce qui précède, nous avons pris, pour l'excès de température des surfaces de transmission, la différence entre. la température de la vapeur dans la chaudière et celle du liquide à échauffer ; c'est une méthode commode dans la pratique, mais la différence . de température des deux surfaces est réellement plus petite : d'abord la surface extérieure est è une température plus élevée que celle de l'ébuUition du liquide, car ce n'est qu'à cette condition qu'il y a transmission de chaleur ; et l'autre surface est à une température inférieure à celle de la vapeur dans la chaudière, parce que la vapeur a éprouvé une certaine détente dans son trajet, et que la condensation de la vapeur s'effectue, non sur la surface métallique, mais sur une couche d'eau d'une certaine épaisseur, qui recouvre constamment le métal.

1620. Afin de donner une idée de la méthode à employer pour calculer la quantité de vapeur de chauffage à produire et l'étendue de la surface de chauffe d'un appareil, nous prendrons pour exemple la concentration du sirop de sucre. Le sirop, avant la cuite, porte le nom de clairce; il est ordinairement composé de 30 parties d'eau et 70 parties de sucre. Pour être amené à 47** de l'aréomètre, ce qui est le degré de concentration ordinaire, il doit perdre à peu près 15 pour 100 d'eau. Ainsi, si l'on voulait concentrer par heure 10000 kilogrammes de clairce, il faudrait évaporer 1 «^00 kilogrammes d'eau et élever la masse à la température de l'ébuUition. En supposant que la vapeur soit à 3

atmosphères et par conséquent à 135°, et la clairce à 20°, comme la chaleur spécifique de la clairce et la moitié de celle de l'eau, la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer la masse à 110", qui est

à peu près la température de i'ébullilion, sera -^^ — ^ 450000*,

ce qui correspond à SIS*^,! de vapeur; ainsi la quantité totale de vapeur à fournir par heures sera égale à 1500 + 818',1 = 231 S*,!. Quant à l'étendue de ta surface de chaufTe, il faut remarquer que, pendant te chaufTage de la clairce, la différence moyenne de température de la vapeur et du liquide est 13S — " ^'^ = 70, tandis que l'excès moyen de la température de la vapeur sur celle de la clairce, pendant l'évaporation, diffère peu de 21 ".'On voit alors que, sous le rapport du temps, tout se passera comme s'il s'agissait de condenser 1500 + j^ SIS' = 1745',4 par heure, avec une différence de température de at". L'étendue de la surface de chauffe, en supposant que la vapeur parcoure des serpentins, devra être de

i^î^ = 10"',4. D'après ce que nous avons dit précédemment, il faudra trois ou quatre appareils.

Nous allons maintenant examiner les différentes dispositions adoptées.

1021. L'appareil représenté par la figure 338 est le plus simple

qu'on puisse employer pour le chauffage et l'évaporation parla vapeur ; il est composé de deux chaudières placées l'une dans l'autre, et dont

CHAPITHE VI. — ÉVAPOHATION PAR LA VAPEUR. 333

les collets sont maintenus par des boulons ; on met de l'eau dans rintervalle qui les sépare, et le liquide à évaporer dans la chaudière intérieure. Une soupape de sûreté s'oppose à ce que la tension de la vapeur dépasse la limite fixée : un tube latéral indique le niveau de l'eau dans le double fond ; un autre tube garni d'un robinet et d'un entonnoir permet d'introduire de l'eau dans le double fond pour la première fois, et de remplacer celle qui peut s'échapper à l'état de vapeur par la soupape de sûreté ; le liquide concentré s'écoule par un tube garni d'un robinet. L'appareil est placé sur un foyer qui chaulTe directement la chaudière extérieure.

1622. On donne souvent aux chaudières d'évaporation les formes représentées par les figures 359, 360 et 361 dans lesquelles A. représente le tuyau qui amène la vapeur de la chaudière ; B, celui de retour d'eau ; C, le tube à air; et D, le tuyau d'écoulement du liquide

*"ty. 360. Fig. 361.

concentré. La première disposition {fig. 359) a l'avantage de permettre de placer latéralement ce dernier tuyau. Dans la dernière, il est mieux placé que dans la disposition de la figure 360, pour laquelle il est difficile de le rendre étanche.

16S3. On pourrait placer la chaudière d'évaporation au-dessus du générateur et faire écouler la vapeur et l'eau par le même canal. Quoique cette disposition soit très-simple, elle est rarement employée, parce qu'elle exige que le canal commun ait un grand diamètre et s'élève d'une manière continue, et parce que les mouvements en sens contraires de l'eau et de la vapeur se gênent toujours.

1624. Assez souvent on fait revenir directement l'eau de condensation à la chaudière par un tuyau distinct et qui descend jusqu'au fond du générateur. Mais, pour éviter que l'eau de la chaudière ne soit élevée dans l'espace où la vapeur se condense, on place sur le tuyau une boite M {fig. 359) garnie d'une soupape qui s'ouvre par

334 LIVRE IX. — ÉTAPOHATION.

une pression dirigée de bas en haut. La pression de la vapeur la mainlient fermée, et elle ne s'ouvre que lorsque le poids de la colonne d'eau condensée, augmenté de la pression qui reste dans la chambre de condensation, peut vaincre la pression dans la chaudière ; ce q^i arrive toujours après un temps plus ou moins long ; car l'eau, après avoir rempli la portion du tuyau qui précède la soupape, s'accumule dans la chambre, diminue la condensation en diminuant l'étendue de la surface où elle s'opère, et par suite augmente la force élastique de la vapeur dans la chambre. Dans le cas le plus défavorable, le retour d'eau fonctionnerait nécessairement après chaque opération, quand on aurait vidé la chaudière. D'autres fois, l'eau de condensation est reçue dans un vase fermé dont nous parlerons plus loin,

1625. Pour augmenter les surfaces de condensation et pour expulser plus facilement l'air des chambres, on a imaginé un grand nombre de dispositions différentes que nous décrirons successivement. On a d'abord employé un faisceau de tubes égaux et parallèles, de quelques centimètres de diamètre, fixés par les deux bouts à deux tuyaux d'un diamètre plus grand ; l'un d'eux était divisé par une cloison transversale en deux parties égales ; par l'une arrivait la vapeur qui parcourait la moitié des tubes et revenait par l'autre moitié. Cette disposition a plusieurs inconvénients : 1* la vapeur circule rarement dans tous les tubes, par conséquent l'air n'est pas complètement expulsé, et une partie de la surface de chauffe est perdue ; 2* l'inégale dilatation des tubes qui restent pleins d'air et de ceux dans lesquels circule la vapeur fait souvent casser les soudures ; 3" on ne peut nettoyer la chaudière qu'en dévissant les brides

qui y fixent la grille.

On a aussi complètement abandonné

les dispositions Pecqueur et Moulfarine

imaginées pour permettre la dilatation

indépendante de chacun des tubes de la

grille.

De tous ces appareils, le plus simple

estun tube contourné eu spirale (/f^.362) ;

c'est aussi le plus généralement em- Fig. 3S3. ployé ; l'air peut en être complètement

expulsé, et les variations de température de ses différentes parties sont sans influence. Dans les bassines à concentrer ou à cuire les jus sucrés, dans lesquelles on emploie ces