CHAPITRE II

Calorifères placés loin des lieux qai doivent être échaolTés.

1853. Les calorifères de ce genre sont toujours composés d'une chambre en maçonnerie renfennant un foyer et des tuyaux ordinairement en fonte, qui sont parcourus successivement ou simultanément par Tair qui s'échauffe ou la fumée qui se refroidit. Ces appareils ont été disposés d'un grand nombre de manières différentes: avant de décrire les principaux, j'indiquerai quelques principes généraux qui serviront à les apprécier.

1854. D'abord il est évident que tous les calorifères peuvent produire le même effet utile, quand la combustion a lieu dans les conditions ordiniaires et que les surfaces de transmission de la chaleur sont assez étendues pour refroidir la fumée à la même température. Mais les surfaces de chauffe peuvent être plus ou moins bien utiUsées, et il convient aussi de considérer la commodité du nettoyage, la facilité à rendre les joints étanches^ l'espace occupé, les conditions de durée et le prix.

1855. L'air ne s'échauffe que par contact avec les corps chauds et par une transmission de la chaleur de proche en proche, transmission que j'ai appelée la diffusion de la chaleur: les rayons de chaleur le traversent sans l'échauffer. Il résulte de là une grande différence entre les effets produits par un tuyau échauffé, suivant qu'il est parcouru par la fumée ou par l'air à échauffer. Dans le premier cas, la chaleur rayonnée par la surface du tuyau échauffe la surface intérieure de l'enceinte, et Tair s'échauffe en passant sur les deux surfaces ; l'effet produit varie peu avec l'étendue de l'enceinte, parce que la quantité de chaleur qu'elle reçoit est constante, et par conséquent elle s'échauffe d'autant plus qu'elle a moins d'étendue. Dans le second cas, les rayons de chaleur qui traversent le tuyau parcouru par l'air sont perdus pour son échauffement. Ainsi les surfaces de chauffe extérieures sont plus efficaces que les surfaces intérieures, à peu près dans le rapport de 2 à 1. Mais on peut augmenter réchauffement de l'air qui parcourt les tuyaux, en y plaçant des feuilles de tôle diversement contournées qui s'échauffent par rayonnement et transmettent à l'air, par le contact, la chaleur qu'elles ont reçue.

ClIAP. II. — CALORIFÈRES PLACÉS LOIN DES LIEUX A CHAUFFER. 489

1856. Les mouvements de Tair pur et de Tair brûlé peuvent avoir iieu dans le même sens, en sens contraire, ou enfin dans desdirections quelconques. Quand les mouvements ont lieu dans le même sens, la transmission de la chaleur s'arrête évidemment lorsque les deux gaz ont pris la même température ; si les deux courants avaient la même section et la même vitesse, la température commune serait à peu près la moitié de celle de Tair brûlé ; mais comme le volume de Tair pur est toujours beaucoup plus considérable que celui de l'air brûlé, celui-ci peut être amené à une assez basse température. Supposons, par exemple, que Tair doive être échauffé à 100**; comme Tair brûlé provenant de la combustion de la houille est à peu près à 1200% on voit que, si toute la chaleur produite était employée à échauffer l'air, le volume d'air neuf chauffé à 100** pourrait être égal à 11 fois celui de l'air brûlé, et que ce dernier gaz pourrait être amené à 100°. Le refroidissement de l'air brûlé serait encore plus considérable si l'air devait être moins échauffé. Mais la direction opposée du mouvement des deux gaz devient nécessaire, quand l'airdoit être porté à une haute température ; il est évident que, si les poids des gaz étaient les mêmes, il pourrait y avoir sensiblement échange de température, et que si le poids de l'air était 2, 3, 4 fois plus considérable que celui de la fumée, le refroidissement complet de l'air brûlé porterait la température de l'air pur à 600% 400**, 300**. Enfin quand les deux courants sont perpendiculaires, et que l'air froid passe simultanément dans des tuyaux placés en travers du courant d'air brûlé, la transmission de la chaleur est la plus grande qu'on puisse obtenir, parce que toutes les parties du courant d'air bridé sont rencontrées simultanément par de l'air froid, du moins à travers le métal des tuyaux ; et avec la même étendue de surface de chauffe, on peut refroidir l'air brûlé à une plus basse température que par toute autre disposition. Mais cette méthode ne peut être employée que lorsqu'il s'agit de chauffer un très-grand volume d'air à une température peu élevée. Les tubes traversés par l'air peuvent être verticaux, horizontaux ou plus ou moins inclinés ; ces circonstances n'ont d'influence que sur le tirage de l'air échauffé, pour lequel la disposition verticale est évidemment la plus favorable. Si les tuyaux parallèles étaient parcourus simultanément par l'air brûlé, et si l'air à échauffer s'écoulait perpendiculairement, les circonstances seraient à peu près les mêmes relativement à la transmission de la chaleur ; mais cette disposition est rarement employée.

1837. D'après ce que nous avons dit (S51), on ne doit jamais diviser Fair pur ou Tair brûlé en plusieurs veines dans le mouvement ascendant, parce que le gaz suit toujours de préférence celui qui présente le moins de résistance ; et qucrnd tout semble d'ailleurs disposé d'une manière parfaitement symétrique, les plus légères différences déterminent le mouvement dans un sens ou dans Tautre. Le courant ne se répartirait à peu près également qu'autant que la section totale des tuyaux resterait constante. Si le premier tuyau et ceux qui viennentaprès avaient la même section, onpourrait obtenirun partage du courant par des registres convenablement ouverts. Mais lorsque le mouvement a lieu de baut en bas, le partage du courant se fait uniformément dans tous les tuyaux (553), en supposant toutefois que chacun d'eux présente la même résistance (535) ; et c'est ce qui arrive, quand ils ont la même section et la même longueur.

i858. Dans les calorifères, il y a toujours deux espèces de tirage, celui de l'air brûlé qui provient de la cheminée, et celui de l'air pur qui provient de la colonne d'air chaud, depuis l'entrée de l'air dans le calorifère jusqu'à l'orifice d'écoulement dans Tatmosphère. Ces deux tirages se manifestent dans tous les joints des tuyaux, et si ceux-ci ne sont pas étanches, de l'air pur passe dans l'air brûlé quand le tirage de la cheminée remporte sur celui de l'air pur, et de Tair brûlé passe dans l'air pur quand le tirage deTair est plus grand que celui de la cheminée. Il semblerait, d'après cela, que les joints devraient être forcément étanches ; mais on se contente presque constamment de joints en terre à four, qui laissent de petites fissures capillaires ; il n'en résulte pas un grand inconvénient, parce que le tirage de la cheminée étant ordinairement beaucoup plus grand que celui de l'air pur, il y a seulement un peu d'air pur qui passe dans Tair brûlé.. Mais si l'air brûlé était ramené à une basse température, et si le tirage de Tair pur était très-grand, une certaine quantité d'air brûlé pourrait passer dans l'air pur; il faudrait alors avoir recours aux joints faits avec du mastic de fonte, et dont nous parlerons quand il sera question des calorifères à vapeur. Dans tous les cas, il est important que les joints soient peu nombreux et faits avec soin, et il ne faut pas employer de trop grandes surfaces de chauffe, parce que si la consommation de combustible était très-faible, Tair brûlé serait amené à une basse température, le tirage deviendrait très-faible et pourrait être inférieur à celui de l'air de ventilation.

1859. Une circonstance qu'il est très-important d'éviter dans la construction des calorifères, c'est de mettre l'air en contact avec