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ACCUMULATEURS DB CHALEUH. 489

L'appareil {fig. 227) se compose de deux chaudières ; sur le fond de la première V qui conlient de l'eau ordinaire, sont implantés un grand nombre de tubes, fermés par le bas; ils plongent dans la solution concentrée de soude qui se trouve dans l'autre chaudière LL. La vapeurdégagée dans la chaudière V (convenablement chauffée pour la mise en train) se rend par le tuyau aa et par le robinet R au cylindre à vapeur C; la vapeur d'échappement vient par le tuyau b,b à la chaudière LL, où elle pénètre par pde nombreux orifices percés

sur le tuyau mm. Elle est absorbée par la lessive en dégageant de la chaleur, qui se communique par les tubes à l'eau de la chaudière V, la vaporise et maintient la pression, et par suite l'écoulement vers le cylindre à vapeur. Cet état de choses se continue jusqu'à ce que la lessive de soude ne soit plus assez concentrée pour absorber la vapeur d'échappement.

L'expérience indique, comme nous allons le voir, que le dégagement de vapeur, et par suite la marche de la machine, peuvent se maintenir ftpression peu variable, dans la chaudière V, pendant plusieurs heures, dans des conditions pratiques.

Si on remplit la chaudière à soude d'une solution bouillant entre i85* et 200° (renfermant de 4*^ à 3o p. 100 d'eau pour 100 de soude), et la chaudière V avec de l'eau à 166° correspondant à 7 atmosphères environ, on pourra mettre la machine en marche et continuer tant que la lessive, en absorbant la vapeur d'échappement, ne s'affaiblira pas au point de bouillir à 166°, c'est-à-dire tant qu'elle renfermera moins de 60 d'eau pour 1 00 de soude ; arrivée à ce point, Ja solution de soude ne pourra

plus absorber toute la vapeur d'échappement; une partie de celle-ci s'échappera ; mais le travail pourra continuer si la tension de la vapeur est abaissée à 4 atmosphères correspondant à i44°y ce qui permettra de diluer la solution de soude jusqu'à loo d'eau pour loo de soude.

Lorsque la limite d'absorption est atteinte, il faut vider la chaudière à eau chaude, la remplir d'une nouvelle solution concentrée, et faire évaporer la solution diluée pour la ramoner à son degré primitif de concentration.

Des chaudières à soude Honigmann ont été établies pour faire marcher des machines de tramways et de nombreuses expériences ont été faites. On a relevé simultanément les températures : de la lessive de soude, de la vapeur motrice et de la vapeur d'échappement.

Voici les conditions de l'expérience.

Charge à traîner, 35oo kilogrammes. Chemin parcouru, 2o*"°",5. Poids d'eau au commencement, 802 kilogrammes. Lessive, 779 kilogrammes renfermant 19,9 pour 100 d'eau. Eau vaporisée 527 kilogrammes. La lessive à la fin renfermait 4^v pour 100 d'eau.

Le parcours fut exécuté avec la chaudière à soude ouverte et la contre-pression de la vapeur d'échappement ne s'éleva pas.

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Vïg. 2a8.

par suite de l'absorption, au-dessus de la pression de la colonne de soude correspondante.

Après cinq heures de voyage, on laissa écouler de la lessive, on introduisit de l'eau chaude et on put utiliser le reste de la lessive pour faire 7"*°"*,o4 jusqu'à ce qu'il y eut échappement de

vapeur non condensée. 11 y avait alors i o5o kilogrammes de . lessive contenant 53,7 pour loo d'eau.

La figure 226 montre comment, dans le parcours, ont varié les températures de la lessive, de la vapeur motrice et de la vapeur d'échappement. Les temps sont comptés en heures, sur la ligne des abscisses ; les températures comme ordonnées à partir de loo* centigrades. La courbe supérieure, qui part de i6o*, indique la température de la soude ; celle au-dessous, commençant à 140'', donne la température de la vapeur, enfin la courbe inférieure, un peu au-dessus de 100®, donne celle de la vapeur d'échappement.

On a pu marcher, avec la même lessive de soude, pendant huit heures, la température s'abaissant seulement de lâo*" à i4o'' environ. Les parties sans hachures correspondent à des arrêts de la machine, soit accidentels^ soit volontaires.

361. La température que la combustion développe dans un foyer, et la quantité de chaleur rayonnée par la surface incan* descente du combustible, dépendent d'un grand nombre d'éléments, de l'espèce du combustible, de la proportion d'air employée, de l'activité de la combustion, de la nature des parois de l'enceinte, etc.

Nous allons essayer d'analyser les phénomènes fort complexes qui se produisent dans un foyer, afin d'en déduire l'influence de ces divers éléments sur la température et la quantité de chaleur ravonnée.

La chaleur M dégagée au moment où les gaz sortent de la couche de combustible se divise en deux :

La chaleur R rayonnée par la surface incandescente du combustible,

La chaleur G absorbée par les gaz qui s'en échappent.

D'où la relation

M:=R-hG. (i)

Les valeurs de R et de G varient, comme nous allons le voir, dans de grandes limites suivant les circonstances de la combustion.

852. Au moment où les gaz s'échappent delà couche du combustible incandescent, la combustion est loin d'être achevée, la flamme se développe généralement bien au delà, de sorte que la chaleur dégagée, à ce moment, n'est qu'une fraction m de celle que le combustible peut fournir par la combustion complète.

La valeur de la fraction m dépend surtout de la quantité de matières volatiles que le combustible renferme. Certaines houilles en contiennent 20 à 3o p. 1 00 et même davantage et comme la plus grande partie dé ces gaz brûle au-dessus de la couche de charbon, en produisant la flamme, la valeur de m peut descendre à 0,70 et au-dessous. Pour le coke au contraire et autres combustibles émettant fort peu de gaz, la valeur de m se rapproche de l'unité.

Cette valeur de m varie en outre suivant la période de la combustion pour le même combustible.

Désignons, comme précédemment, par s la surface de la grille, par p le poids de combustible brûlé par heure et par mètre carré de grille, et par N la puissance calorifique du combustible.

La chaleur totale que le combustible peut produire par heure, par sa combustion complète, étant ps^^ la fraction dégagée au moment où les gaz sortent de la couche incandescente est seulement :

M = mp5N. (2)

363. Péclet a essayé de déterminer la proportion de la chaleur rayonnée au moyen de l'appareil suivant.

Le combustible à essayer brûlait, au moyen de dispositions appropriées à sa nature, au milieu (fig. 229) d'un cylindre ABCD formant la paroi intérieure d'un vase à double enveloppe dont l'intervalle était rempli d'eau. Les produits delà combustion se dégageaient librement par l'ouverture supérieure, tandis que la

paroi intérieure du cylindre, recouverte de noir de fumée, absorbait la plus grande partie des rayons envoyés par le foyer. Un thermomètre plongé dans l'eau du vase annulaire indiquait l'élévation de la température qu'on régularisait dans la masse au moyen d'un agitateur. On pouvait ainsi calculer la quantité de chaleur rayonnée qui avait été absorbée par l'appareil. Pour tenir compte des rayons qui passaient par les cercles supérieur et inférieur du cylindre, sans être absorbés, Péclet remarquant qu'une sphère de centre 0 et de rayon OÂ aurait reçu en tous ses points, par unité de surface, la même quantité de chaleur et que dans les conditions de l'expérience on ne recevait dans l'appareil que les rayons arrivant sur la zone de hauteur BC et absorbés dans leur trajet par te cylindre, en concluait que la chaleur rayonnée totale était & la chaleur mesurée dans le rapport de la surface de la sphère à celle de la zone, c'est-à-dire de BD à BA. Il pouvait de cette manière déduire la chaleur totale rayonnée de

la chaleur mesurée, en multipliant cette dernière par le rap- ,BD

En opérant ainsi, Péclet a trouvé, pour le rapport « de la

chaleur rayonnée à la chaleur totale, les résultats suivants :

Bois sec et menu o,a5

Charbon de bois, de tourbe, tourbe. . o,33

Houille et coke o,5o environ.

Huile de colza o,i6

Ces nombres ne sauraient être regardés que comme des indications ; la chaleur rayonnée dépend non seulement de la nature

du combustible, mais de celle de Tenceinte, de sa température, de l'activité de la combustion, etc.

364. Les formules précédemment établies (ye) permettent de déterminer par le calcul la température produite dans un foyer ainsi que la quantité de chaleur rayonnée suivant les circonstances de la combustion. Les résultats ainsi obtenus s'accordent, comme nousle verrons, delamaniëre la plus satisfaisanteavecTexpérience.

Soit T la température de la surface du combustible incandescent, t celle des parois de Tenceinte, r le coefficient de radiation, on a (6 n® w), pour une heure,

R= ia5,72r5(a^— fl').

En admettant que le coefficient de radiation du charbon incandescent soit le même que celui du fer au rouge (Vs), rr=o,3o et la

formule devient

La température des gaz qui se dégagent de la couche de combustible doit être la même que celle du charbon, et en désignant, comme précédemment, par A le poids d'air employé à la combustion de i*" de charbon, par c la chaleur spécifique moyenne des gaz de la combustion, et par 0» la température de Tair affluent, on a

G=;?5(AH-i)c(T-eo). (4)

En portant ces valeurs de M, de R et de G dans l'équation (i) et divisant par s qui se trouve dans tous les termes,

m;;N = 37,5(«^-a')4-y:;(A-i-i)c(T-eo). (5)

Cette relation a lieu pour un foyer quelconque. Nous allons en faire l'application à divers cas particuliers (*).

(') Si le comburanl et le combustible étaient pris à des températures difTé* rentes 0 el 0' avant la combuslion, on aurait, en raisonnant comme au n« 64, Téquation plus générale

/)(mN + CO 4- AC'O') = 37,5(aT - a^) 4- /?( A -|- 1 )cT qui donne la relation (5) en faisant e=6' = 9o etG = C' = c.