CONDUITES DE GAZ

S13. Dans rétablissement d'une conduite de gaz, il faut s'attacher à réduire autant que possible les résistances au mouvement, les frottements, les remous, etc., qui obligent, pour faire écouler un volume déterminé, à augmenter la pression motrice, et par suite le travail de compression ou d'aspiration.

Il arrive souvent que par suite de ces résistances , la vitesse

est réduite à — et même au-dessous de celle qui correspond à la

charge motrice; et il en résulte un travail 100 fois plus grand. Par des dispositions bien entendues, il est souvent possible de réduire ces pertes dans des proportions notables.

Le frottement est la principale cause de résistance ; la perte de charge qui en résulte est, comme nous Tavons vu, proportionnelle au carré de la vitesse et en raison inverse du diamètre delà conduite, et comme, pour le même volume écoulé, les vitesses sont en raison inverse des sections, c'est-à-dire du carré des diamètres, les pertes par le frottement sont en raison inverse de la cinquième puissance des diamètres.

On a les relations

d'où on conclut

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En doublant le diamètre d'une conduite, on réduit, pour le même volume écoulé, la perte par le frottement, à tt-,

La réduction de résistance est même plus forte, parce qu'on augmentant le diamètre, on diminue le coefficient A: de frottement.

L'emploi de grands diamètres est donc un moyen des plus efficaces pour réduire les résistances, et nous avons eu déjà l'occasion de l'indiquer plusieurs fois. Mais, comme à mesure qu'on augmente le diamètre, on accroît les frais d'installation, l'espace occupé, les surfaces exposées au refroidissement et les pertes de chaleur, on se trouve bien vite limité, et la difficulté, pour l'ingénieur, est de concilier, le mieux possible, ces conditions opposées.

Dans tous les cas, quel que soit le diamètre, il faut prendre les meilleures dispositions pour réduire les pertes de charge.

En premier lieu, il importe d'éviter les coudes, surtout les coudes brusques, et d'employer les formes arrondies, avec un rayon de courbure aussi grand que possible.

Il faut aussi éviter les changements brusques de section et faire le raccordement des conduites de diamètres différents, par des troncs de cône allongés, avec un angle au sommet déterminé conformément aux indications ( 146 et suiv.).

Les conduites doivent être, autant que possible, de forme circulaire ou du moins avec les angles arrondis, les surfaces, unies, lisses et régulières.

214. Division des courants. — Quand une conduite se divise en plusieurs branches, il est souvent difficile de faire passer dans chacune le volume de gaz qui convient, et on ne peut y arriver qu'en prenant, au point de division, des dispositions spéciales. Si on les néglige, Texpérience prouve que le plus souvent le courant ne se répartit pas dans les proportions demandées et même ne passe pas du tout dans certains branchements.

C'est ainsi que lorsqu'un courant gazeux (fig. 77), arrivant par le tuyau AA,BBp doit se partager en deux branches BCD et B.C^Dp il suffit d'une légère différence dans l'inclinaison des

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Fig. 7«.

tuyaux pour que, sinon tout le gaz, du moins une grande partie, ne passe que dans la branche qui se trouve mieux placée dans la direction du tuyau d'arrivée. Comme il est à peu près impossible de mettre les tuyaux CD et C^D^ dans des conditions absolument identiques par rapport au tuyau d'arrivée, cette inégalité d'effet est toujours à craindre, et il est prudent, pour l'éviter, de disposer une cloison au point de division (fig. 78) afin de séparer les deux courants avant le changement de direction.

De même lorsqu'une conduite AB (fig. 79) doit distribuer l'air à plusieurs autres C, D, E, disposées perpendiculairement sur sa

Skr.

direction, la répartition pourrait se faire fort mal, si on disposait simplement chaque prise sur la conduite comme l'indique la figure 79. Non seulement Tair ne pénétrerait pas dans chaque branchement dans les proportions voulues, mais il y aurait souvent

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Fig. 79-

Fig. 80.

appel en sens inverse, comme il est indiqué pour la conduite E. Il est toujours bon de séparer par une cloison, avant le changement de direction, la fraction du courant gazeux que Ton veut envoyer dans le branchement. C'est la disposition indiquée dans la figure 80.

216. Dans certains appareils dits tubulairesCDC^D,, le courant gazeux, arrivant par un tuyau unique A B, doit se diviser simultanément dans un grand nombre de tubes; cette division est à peu

près impossible à obtenir d'une manière régulière. Le fluide (fig. 81), animé d'une certaine vitesse, tend à conserver sa direction et à pénétrer dans les tubes qui se trouvent dans le prolongement direct du tuvau d'arrivée; il ne passe rien ou presque rien dans les tubes extrêmes, qui ne sont pas utilisés comme surface de chaufl'e.

Pour obtenir une meilleure répartition, il faudrait augmenter graduellement, comme l'indique le tracé ponctué, la section de la veine d'arrivée, avant la plaque tubulaire, par un raccordement tronconique, avec un angle très faible; mais comme cette

Fig. s,.

disposition prend beaucoup de place, elle ne peut être que rarement pratiquée.

On a essayé de disposer un système de cloisons étagées pour forcer le courant à se diviser en avant de la plaque tubulaire ; mais il est difficile de les régler convenablement.

On obtiendrait une meilleure répartition en séparant les courants par des cloisons directrices avant de les faire pénétrer dans la section.

216. Les mêmes effets se produisent lorsqu'on veut faire déboucher Tair, sans vitesse sensible, dans un grand espace, en élargissant la conduite à Textrémité. C'est le cas des conduits de chaleur et de ventilation à l'arrivée dans les lieux habités.

On se contente le plus souvent de disposer, au débouché du tuyau, une chambre de dimensions restreintes et dont une des faces est munie d'une grille, percée de nombreuses ouvertures. Si l'air sortait régulièrement par toutes les ouvertures, sa vitesse serait très réduite et peu sensible, mais, le plus souvent, il ne sort que par les ouvertures qui sont dans la direction du conduit d'arrivée ; les autres ne servent qu'à produire des remous, de sorte que la vitesse de l'air dans l'enceinte est sensible et le courant gênant.

Pour éviter ces effets, il faut effectuer la division du courant avant qu'il n'ait changé de direction, de telle sorte que la grille d'jécoulement soit alimentée, par un nombre de conduits distincts assez grand pour que la vitesse se trouve à peu près la même dans toutes les parties de la section.

217. Réunion des courants. — Des effets analogues se produisent, quand on a plusieurs courants à réunir en un seul, et il faut des dispositions particulières, aux points de rencontre, pour qu'ils ne se contrarient pas.

Le principe à observer pour la rénion des courants est de ne mettre les fluides en contact que lorsqu'ils ont pris la même direction.

340 Ecoulement des gaz et de la vapeur d'bau.

Ainsi, dans la disposition de la ligure 82, il arrivera presque toujours que l'un des courants, celui A,B,C,, par exemple, sera plus fort que l'autre ABC qui sera plus ou moins gêné et

Rg. Si.

Fig. 83.

poura même être complètement arrêté. Une cloison mn (fig. 83), comme Péclot l'a indiqué, assure le mouvement régulier.

Quand il y a plusieurs chaudières dans une usine, on les dispose, ordinairement, à côté les unes des autres, dans un même massif et les carneaux, A,B,C, venant de chacune, aboutissent à un conduit unique DE qui amène les gaz de toutes les chau-

Flg. 8j.

dières à la même cheminée. On doit se garder de faire déboucher ces carneaux perpendiculairement sur le conduit de réunion; il faut avoir soin de les infléchir au point de jonction pour que, suivant le principe énoncé, les courants AD, BE, CF, ne viennent se mélanger que lorsqu'ils ont pris la même direction (fig. 84). Nous reviendrons sur cette question, dans l'étude des appareils de chaulTage, à propos de la disposition à donner aux surfaces de chaufTe.