CHAPITRE VII

REFROIDISSEMENT

Le refroidissement a pour but d'abaisser la lem d'un corps, Pour obtenir ce résultat, il faut position ou pouvoir' se procurer facilement un corps

Les procédés employés diffèrent suivant qu'on veut oble une température peu différente de celle de l'air ambi bien réaliser des températures basses, souvent inféra celle de la glace fondante

DIVERS MODES DE REFROIDISSEMENT A DES TKMI'KD VT1 DES SI PI A CELLE DK LA GLACE FONDANTE.

1132. Refroidissement â une température peu rente de celle de Tair ambiant. — Pour refroidir m à la température ambiante ou à une température peu différa de celle-ci, on peut recourir h différents procédés :

— Exposer le corps à l'air ou le plonger dans un lit|u plus froid que lui ;

— Utiliser Pévaporation d'un liquide;

— Faire absorber la chaleur du corps par une paroi fros Ces divers moyens sont utilisés [mur refroidir l<

chauds, les moûts de bière, les eaux de condensât] les

chines à vapeur el aussi, en été, dans, certains cae, pouf nf chir l*air destiné à la venlilaliou (1rs Mnix habités

MVKKS HOMS HE HEFROlhlSSEMENT.

1 133 Refroidissement à la température ambiante. — nu,! il - ;i^it ilr refroidir un corps «|ii î ;i été chauffé artifi- »Uemeul et possède une température supérieure à celle de

ttfnosphère. mi a à sa disposition cl cri grandes masses l'eau

? puits, de source ou de rivière ainsi que l'air atmosphérique* La température de Pair atmosphérique subit de grandes valiions dans nos climats. Elle peul s'abaisser pendant l'hiver, — io° el même exceptionnellement à— r»3o°el atteindre en é -h3o° pi quelquefois 3S°. Le pouvoir refroidissant de l'air tpend donc beaucoup de la saison.

La température de l'eau est beaucoup moins variable, Pots mu de source el celle de puits, elle est à peu près constante et »m prise entre io* «-t io#; pour l'eau de rivière elle varie davanige. Quand on se sert de l'air ou de l'eau pour refroidir, la mite du refroidissemenl csl nécessairement le degré de leni-

trature d>- ces fluides eux-mè s, sauf dans le cas «>n l'un l'ail

(tervenir L'évaporation, qui permet d'abaisser de quelques - au-dessous do cri le du lluide refri^éranl la température n corps à refroidir,

Lorsqu'il s'agit d'un liquide, le mélange direct avec un autre ipiidr froid est, dans certains cas, te mode la plus simple el le |h rapide de refroidissement. C'esl ainsi que, pour diminuer la mpératUre de l'eau chaude d'un bain, il suffit d'ajouter dans baignoire une certaine quantité d'eau froide; on obtient ainsi ytdemcnl la température intermédiaire que l'on désire. Connaissant le poids 1* et la température T de l'eau chaude n'ori veut refroidir, ainsi que la température 0 de l'eau froide l'on ajoute, il esl facile de déterminer le poids p d'eau froide Êcessaire pour ramener le bain a un*1 température *. En admettant que la chaleur perdue par l'eau eliaude ail été implètement gagnée par l'eau froide, <»n a. entre les divers émenls qui précèdent, la relation

ti permet île caleuler f>. Si. au contraire, an connaît p, IVqua- "fi permettra de déterminer /.

BM REFROIDISSEMENT

1134. Refroidissement de l'air. — Lorsqu'il s'agit î»

froidir l'air, on peut le taire passer à travers une niin d'eau, L'appareil employé dans ce cas se composa d'une c langulaire divisée en deux par une cloison en tôlegalvan cé&d'un très grand nombre de petits I mus et légèrement

L'eau, aussi froide que possible, se déverse par un« périetire sur toute la surface de la cloison el coule en une couche ininee. L'air a refroidir esl lancé par un vdans le compartiment inférieur, passe par les petits h verse la nappe d'eau, lui cède une partie de sa chaleu <'happe, par le conduit qui surmonte lu cuisse, à um* temjj Inférieure «le quelques degrés à sa température d'entré

On dépense un travail assez considérable pour Foi traverser la couche de liquide. Pour débiter ainsi i m d'air par r\ soit 36oe mètres cubes par heure, au trave couche d'eau de o,oa5 d'épaisseur, il faut dépenser thi nient t X';.5 = 2j kBU\ et en pratique, il y a lieu de compter moins le triple, c'est-à-dire un cheval-vapeur, à cause distances accessoires et du rendement dont il faut tenir CODA

Cette disposîti on pourrait être à l'inverse employée pour eh 1er de l'air, en hiver, au moment où l'eau des puits es! a \me température supérieure à celle de l'air atmosphérique

Un autre moyen simple de refroidir l'air consiste à li circuler dans des galeries souterraines, h une profondeur sieurs mètres, où la température reste toujours voisine

L'air qui parcourt la galerie pourra, pendant l'été, « froidi très notablement par son contact avec les paro Si la circulation est continue, celles-ci s'échauffent et le fïoidissement. assez rapide dans 1rs premiers moments, beaucoup diminué au bout d'un certain temps. Quand la < in lalion est intermittente, comme dans le cas OÙ il s'agit dè1 tiler une salle de réunion, d'assemblée, de théâtre, etc., les rois de la galerie s'échauffent un peu pendant le passage defl mais elles reprennent leur température lorsque, dans Tint» valle «1rs séances, la ventilation se trouve suspendue, •■! 06 mo; de refroidissement peut être très efficace. IH procédé di

est appliquée In nouvelle Sorbonne oh il rend de grands

(lliamlnv dae dépoté», l'air destiné ;i la ventilation dé la

as léanoei circulait, au préalable, dans des galeries sou-

H »i |.Mij\;ni être refroidi Je 4°» S* et même de 84>, à tel

qu'on a été obligé de le réchauffer en été, an mois d'août,

u il ni* parût pas trop trais en arrivant dans la salle.

qu'on a nus rit service la ventilation ci»* la grande salir

tes il u Palais «lu Troeadéro, conslruil par MM. Davioud

tordais, du a fait des constatations analogues. La ventila-

tait produite à l'aide île ventilateurs hélicoïdaux Je &*,5fl

piètre, établis par MM. Genesta el Hereober et dont le débit

t s'élever à iooouo mètres cubes a l'heure, ("et air cir-

ilans des carrières voisines où règne une température

ron il", ou bien il était pris dirertemenl au dehors el

uvaiL dans ee eas, à la température ambiante. Un pou-

ussi à volonté le faire venir de 601 deux WUOea à la fois,

a dû renoncer à abaisser de plus de 4* à 5#, par rapport

e de l'extérieur, la température de l'air introduit dans

le pendant SOU occupation par le public* Ainsi, durant les

urs de l'été, lorsque la température ambiante était <!>■

. il a fallu conservera Pair île ventilation une température

ia de a5*J l'écart maximum était donc de ? (\, Chaque fois

on a essayé de dépasser cette limite de refroidissement, les

itents se plaignaient de la trop grande fraîcheur île la salle.

1135. Refroidissement par évaporation de Teau. —

'our refroidir un corps el abaisser -;i température an-dasêOQS

> celle du milieu ambiant, on peul utiliser l'évaporalinn de l'eau.

UKr appliquer ce procédé au refroidissement de l'air, on ^Vsl

île toiles sans lin enroulées sur des cylindres animés d'un

Mouvement de rotation. Lc> différentes parties des toiles vien-

îent successivement plonger dans une bâche pleine d'eau et nu

ait circuler l'air à refroidir au contact de ces toiles mouillée-

I s moyeu plus simple el qui permet de précipiter les cor-

des solides que l'air entraine consiste à le faire passât

J milieu d'un véritald»- nuage d'eau pulvérisée qu'on obtient

HEFHOIMM

»*n Lançant bous forte pression (quelques atmosphère!? jet d" eau d'environ un millimètre de diamètre sur petit disque contre laquelle il se brise; l'eau se dispe et h réduit en Rue poussière. Ce moyen est employé à ta vefle Sorbonne, à riloiol tir Ville, etc.. Au Paj Londres, l'air déjà rafraîchi par une pulvérisation d'e ensuite an contact «le morceaux «le glace. On obtient abaissement de température de plusieurs &

La pulvérisation «l'un liquide rst un moyen qui pei tenir très simplement une grande surface •!<' contact liquide et l'air I refroidir, Dans ce genre d'appareils \\ ment de température de l'air au contact de l'eau froide ed core accru par l'évaporation qui se produit toujoiu de ce que l'air affluent n'est jamais complètement safari

Cette évaporation augmente le refroidissement el ponté duire à elle seule un abaissement de quelque d point de vue révaporatioo est favorable, mais elle p nuisible dans certains cas, en augmentant l'clal li^ de Pair, ce qui peut donner lien à des condensations

La général Morin a tenté quelques expériences sur lep suivant. II faisait lancer par une pomme d'arrosoir de foulée à laide d'une pompe mue à bras d'homme. On a à L'heure i^^So d'eau prise ;« des températures variantes

i5*. Dans ces essais, il n'y a pas eu, à proprement perler, irérisation de l'eau : ou était donc dans de mauva lions. L'air à refroidir, dont ta quantité n'apu- Hé indiquée était appelée a5°et s'est trouvé ramené •> a3fl environ. Labaiv sèment de température s été en moyenne de •

L'expérience se faisait devant la prise d'air du grand h théâtre du Conservatoire des arts et métiers. L'état électrique ozonométrique de lair nu pas été sensiblement modifié Ai seulement constaté quelques taches sur les papiers atnido-ioétfM

Le général Morin n'a pas mesuré le volume d'air sur l^t il opérait, niais il est possible d'évaluer l'abaissement de b* pérature qu'on pourrai! obtenir en admettant que I an une quantité d'eau déterminéei

<ïous savons qu'un mètre cube d'air à 20° et saturé renferme 8 grammes de vapeur d'eau. Supposons que cet air arrive aoitié saturé et qu'il absorbe 2 grammes de vapeur d'eau, aombre de degrés d'abaissement de température sera déterné approximativement par l'équation

xX 1,3x0,2378 = 0,002x597

Dans cette relation, i,3 kilogr. est le poids d'un mètre cube u'r, 0,2378 sa capacité calorifique, 097 le nombre de calories cessai re pour vaporiser, à 25°, un kilogramme d'eau pris à température moyenne de 170.

ja température de l'air ainsi refroidi pourrait descendre à 210 somme, à cette température, l'air saturé contient 18,2 gr. vapeur d'eau, on voit qu'il pourrait encore en absorber î— i3,4 = 48 gr. par mètre cube, dans l'hypothèse où sa ipérature reste stationnai re à 210.

>n se sert aussi de l'évaporation de l'eau pour abaisser la ipérature de ce liquide.

'-e procédé est en usage. dans les pays chauds pour rafrair l'eau destinée à la boisson. On emploie, dans ce but, des es en terre poreux dits alcarazas qu'on remplit d'eau à la ipérature ambiante et qu'on expose à l'action d'un courant ir. Ces vases sont placés h l'ombre, afin d'éviter que la char rayonnante du soleil n'empêche le refroidissement de l'eau 1 tenue dans ces vases malgré l'évaporation du liquide qui re k travers leurs parois. Ce moyen de refroidissement est ijours irrégulier.

1136. Refroidissement de l'eau de condensation des ichines à vapeur. — Toutes les fois qu'il est difficile de procurer de l'eau froide en quantité suffisante pour la conisation des vapeurs qui proviennent soit d'une machine, soit n appareil d'évaporation, ou bien lorsque les eaux dont on pose sont incrustantes, on refroidit l'eau chaude sortant des

REFROIDISSEMENT

so&denseuro afin de pouvoir la réemployer. On se sett, refroidissement] d'un appareil connu soua le nom J«à fascines. Gel appareil est formé d'une charpente en sieurs étages, reposant sur I»* radier d'un grand bassin ei neriede peu de hauteur. Les divers étages, espacés de viron. sont tous, sauf le plus élevé, garnis d'un lit de fa-

IiUmU i\r lurnu buis. A I 'éta^e supérieur se irmivent i

de nombreuses gouttières horizontales à bords dentelé chaude ;i refroidir esl amenée dans ces gouttières et, par

îles dentelures, se déverse en minces lilets sur le premier II! fascines, puis tombe sur le second, et ainsi de suite jusqu

uniment où elle arrive dans le réservoir inférieur 8 ture est alors suffisamment abaissée et une pompe la rejn pour la renvoyer aux condenseurs. L'air circulant lil entre les divers étages de fascines produit une évaporai daute qui favorise le refroidissement. La pluie ne gène p* L'opération, car si l'évaporation se trouve diminuée, l'ets^l tombe, s»' mélangeant à Peau chaude, aille à la refroidir

Le réfrigérant à fascines est employé dans la plupart du creries, où Ton a besoin dune énorme quantité d'eau fi pour la condensation des vapeurs des caisses d'évaporaho! triple effet cl des appareils à cuire dans le vide.

Une autre disposition consiste à envoyer Iran à refi dans une bâche dont le fond perforé est garni de cordes pendantes. Au-dessous est une autre bâche servant de réservoir pour l'eau refroidie. L'intervalle entre les deux biches est ferai* |*r une enveloppe métallique, qui communique par Tune A arcs avec un ventilateur insufflai»! et dont la tare oppi reliée aune gaine d'évacuation;

1137, Refroidissement par transmission à travers une paroi. — Le refroidissement comme le chauffi - Repérer par transmission à travers une paroi métallique.

Les mêmes phénomènes de oonveetion et de conductibilité se produisent avec les munies lois et les mêmes coefficients applicables.

roui1 donner un exemple, on peut choisir les appareils

Mlltl

-, dans la fabrication de la bière, à refroidir te moûl avant

rinoulation.

se wrl souvent de grands bacs au le liquide est soumis une faible surface à l'action refroidissante de l'air extérieur. m procéda lent et irrégulier et qui expose la bière aux rations qu'oïl a tant à redouter dans les brasseries. our opérer plus vile, mi emploie îles réfrigérants dans les- ■ls mi établi! une circulation 4 lisi 1 1 . Le principe de Ions cea rails est de taire circuler de IVau aussi froide que possible - des conduits baignés par un courant de moût houblon n é liVîuit soin d'opérer méihodiijuement.

1138. Réfrigérant Tamisier. — Il se compose d une . de plaques de cuivre étamées, disposées en zigzags i*a- , de manière a laisser entre elles deux conduits plais su- «-> de oM,o3 de hauteur. Dans le conduit supérieur rir-

I la bière allant de la gauche vers la droite; I eau arrive de trr cèté dans la conduite inférieure et la parcourt m sens gr*d. On active le refroidissement par des injections d'eau j(h sur les plaques supérieures.

Un réfrigérant de 12 mètres de long et de 5<> m2 de surlace

eioppée peut refroidir en une heure a:* hectolitres de moùl

1 »5". On emploie par hectolitre de moût 1 io litres d'eau

la dépense totale *i>t donc de 5720 litres d'eau qui

hautîenl de ia* à 4"'J-

chaleur abandonner» par le moût est j 200 (8ofl-250) = 000 calories, Teau eu absorbe 5720 (4oMa*)== ih'oitio: le S est emporté par l'air ambiant, perdu par le rayonnement nlevé par l'évaporation.

Uiauue mètre carré transmet — ^—, — = à 100 calories environ. 1 oh

différence moyenne de température étant

8q-ha5 ia-*-4o

transmission par degré d!écari est

JlOO ■ ,

— - — = 192 calories.

«ïf5 ^

Su.

«FnmnissEMENT.

On p<*m. donc compter «or une transmission uV i ries par mètre carré, par heure et par degré d'éca r! detempérth

Nmis avons trouva (n° 135) des nombres variant di 280e*1, suivant la rapidité du mouvement.

1139. Réfrigérant Neubecker. — Dans eet np| fait passer le oioùt de bière chaud dans d&U parallèles autour desquels de Iran froide circule en du liquide à refroidir.

Le réfrigérant représenté ligure t>44< fy i • ■ Bfl cora dix-hllit enveloppes cylindriques en fonte, placée! rangs parallèles h renfermant chacune seise htbee fefl cuit fig, hjj, A , de section rectangulaire, de largeur variable

&vmw

=SL.ifiL

Fig. <>iî tf, £, C

groupés symétriquement. Les enveloppes sont reliées elles par des tubulures horizontales réservées h le bai sommet de la chambre comprise entre les deux plaqi laires, dans lesquelles sont fixées les extrémités des tubei cuivre aplatis à l'intérieur desquels circule le moùl.

Ges tubes communiquent avec le groupe raisin par des de raccord courbes sur lesquelles sont branchés deux tUJI servant à l'introduction et à la sortie de l'eau de lavage de née à nettoyer l'intérieur des tubes après chaque opérai réfrigérant est tixé dans un cadre formé de deux poutres 60 dont les extrémités sont munies de tourillons suppôt

m Y ERS MODES DE REFROIDISSEMENT.

i\ pieds en (bute ri permettant d'amener l'appareil dans le ai horizontal. Cette disposition a été prise on vue de faciliter

i le nettoyage. Le muni arrive à LHsnedos BXtré-

de rappareil <-t pareovt successivement chaque poupe

tubes rectangulaires. L'eau froide entre par l'extrémité

pnsre, circule autour de ees mêwe^ tubes »•! vient sortir près

É Bntfée du liquide eliiiud. Il réAulte *lr Mite combinaison le moût se trouve au contact de parois de pfau en plus rides à mesure que sa température s'abaisse. On peut, au besoin, accoupler plusieurs réfrigérants pour tenir un refroidissement plus complet et ou a constaté que lme avec un seul appareil, en employant de l'eau glacée, la npérature du moût à sa sortie «lu réfrigérant pouvait être lui te à 3 ou f c,

1140. Réfrigérant Baudelot. — Dans les deui appuis que nous venons de décrire, le moût pendant son refroidis-

nt restei l'abri du contact de l'air. Dans le réfrigéra»! de Baudelot, au contraire, le moût coule autour d<* tuyaux lm-

ontaux dans lesquels circule Fean servant à le refroidir ; il

exposé à l'air et on a multiplia le plus possible kfl

s de contact entre ces deux fluides afin d'obtenir une

l'iimSSEMENT.

oxydatioo rapide et une aération partielle «lu m<»nt. sauf 06 liquide exposé trop longtemps aux germas de fair. L'appareil Baudelot (fig. 645 se composa (funcerl lui* de tuyaux horizontaux superposés si formant nu 0erpeslil dans lequel monte Peau de refroidissement ; le moût, api

tge au travers d'une toile métallique Une destiné tes corps étrangère, arrive dans une gouttière percée d*a titude de petits orifices par lesquels il se réparti! sur toute longueur du tuyau supérieur «lu serpentin réfrigérant successivement à la surface des lubes placé- SO eoatf finalement arrive dans un bassin inférieur d'où il se rend M cuves de fermentation.

Afin dedh iserle plus possible Leliquidequi coule surlestai chacun d'eux est muni tout le lon^ de sa génératrice inférieur

Flf. SJ6.

d'une petite bavette dont le bord dentelé force le liquide a COttte en petits lilets entre lesquels l'air peut circuler avec faci

Ue nettoyage extérieur r^t très facile et des disposition pu* tieulières ont été prises pour permettre aisément la via l'intérieur des tubes du réfrigérant.

On emploie fréquemment aussi le réfrigérant L/wcrt** (%. 646) formé de deux surfaces métalliques ondulées repliée sur elles-mêmes et entre lesquelles circule de l'eau froid-

osition a pour but d'accroître les surfaces de contact entre loùt et l'eau sans augmenter la hauteur de l'appareil. 141. Refroidissement de l'air. — Dans les chaleurs de ;, la température de l'air extérieur s'élève parfois à 3o° et

Si Ton veut rafraîchir un peu Tair qu'on utilise à la venion des lieux habités on peut, en dehors des procédés que s avons déjà indiqués, se servir de surfaces métalliques reilies par un courant d'eau.

. l'Institut, l'appareil établi dans ce but se composait de deux iids coffrages en tôle, toujours remplis d'eau renouvelée une pompe. Des tuyaux cylindriques traversaient ces coffres a masse d'eau qu'ils contenaient. Ils étaient parcourus par courant d'air refoulé par un ventilateur mis en mouvement

des hommes. Cet air subissait un abaissement notable de ipérature, au contact des parois métalliques refroidies et vet déboucher à l'extrémité de la salle des séances. .142. Le général Morin a fait au Conservatoire des arts et tiers quelques expériences sur un appareil composé d'un pentin dans lequel circulait de l'eau froide et placé dans une ne annulaire que parcourait l'air à refroidir. L'eau venait n petit réservoir dans lequel on pouvait mettre de la glace. >n mesurait le volume V d'eau débité, les températures de u t à l'entrée et T à la sortie du serpentin ; la température venne était

hi faisait circuler l'air au moyen de l'appel d'une couronne tant 17 becs qui brûlaient jusqu'à i4°o litres de gaz à l'heure. )n mesurait le volume V de l'air sortant, sa température, 1 l'entrée et t' à la sortie ; la température moyenne était

appelant d la densité moyenne de l'air, la quantité de chaleur due par ce fluide est

Cr=Vrf(T'-l>,a378.

598 REFROIDISSEMENT

La quantité de chaleur cédée h l'eau est

C=ioooV(T-0.

Le rapport ^ est le rendement

Si S est la surface et Q le coefficient de transmission, on a:

!oogV(T-0 = QS(T;-T4)

0=ItiQnN { '■ V ■ SlTI-T,

d'où

Le général Morin, on opérant avec un serpentin de surface placé dans le conduit de section annulaire, a tr résultats consignes dans le tableau suivant (page 5<

La vitesse moyenne dans l'espace annulaire de section o" où se trouvait le serpentin était Omf4S et le débit o,45x<M rzzQ^iagîdont la racine carrée est o,3ti.

La formule itf^r(a? 81, tome Ier, page iï^). donnerait seul ment 5#6 au lieu de 8,5g,

De ces expériences ^résulte :

I* Que la quantité de chaleur abandonnée pat Iran • pendante de la vitesse puisque le produit e (T-f) 1 ible-

nienl constant ;

a* Que le coefficient Q de transmission est 8,5i> en m

Si, d'après cela, on cherchelaturfacenécessaire pour 1

l'air de la salle de l'Institut pouvant contenir 3oo penonfl

chacune desquelles on fournit 2.5 m, e. par heure, soit en totale -5oo m. c, on trouve que, pour faire deseendie de ^5° à e#*l température de cet air, il faudraabsorber une quantité de cal

C' — ^dqoX I,a3(a5 — ao)o,a3j8= loytiH.

D'aprèe le tableau suivant, le rendement étant o,45o \\ devra absorber

G' C = — — =a4373 calories.

VOLUME D'EAU écoulé par heure.

VITESSE DE L'EAU eb une seconde dani la

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