CHALEUR EMPLOYÉE AU TIRAGE DES CHEMINÉES

434. Le tirage des cheminées entraine une dépense de chaleur considérable. Les gaz s'échappent au sommet à une tempe-

rature élevée, et ils emportent dans Tatmosphërc une quantité de chaleur qui constitua une perte importante.

Cette quantité peut se calculer facilement quand on connaît le poids et la nature des gaz, et leur température de sortie.

Soit / cette température, 6 la température extérieure, p y p\ p" le poids des divers gaz, c', c*, c'", leurs chaleurs spécifiques respectives ; la quantité de chaleur perdue par le premier gaz est pV(f— 6); par le second ;e;V(/ — 6) et ainsi de suite. La perte totale de chaleur est donc

ps est le poids de combustible brûlé, N sa puissance calorifique, Y la fraction de chaleur perdue.

En appliquant cette formule à la combustion de i kilogramme de la houille dont nous avons donné la composition feo) on trouve les résultats suivants.

Si la combustion se fait avec le volume d'air juste nécessaire, on a

Acide carbonique, p' ^=^ 3^,o3 c' ^0,2164 ;:>'c'=o,655

Vapeur d'eau . . . //— o,45 c*=:o,48 //c'=o,2i6

Azote p"'^ 8,44 c'"-— 0,244 /;V=2,o59

d'où P :^ 1 1^,92 S;?' c' =2,930

et pour t ~ 6 = 3oo** et i kilog. de houille

yN — 3oo X 2,930 = 879.

La puissance calorique étant de 8000, on voit que y = 0-^

= 0,1099; '^^ S^ ^^ ^^ combustion emportent près de 0,11 de la chaleur totale.

Si la moitié de l'oxygène échappait à la combustion

Acide carbonique. /;' = 3,o3 t' =0,2164 P c' =o,655

Vapeur d'eau ... p' = o,4î> c =0,48 p' c' =0,216

Oxygène Z^*' = 2>52 c" =0.2182 ^'^c*=o,55o

Azote y"^^= 16,87 c""=o,244 p''c'"'=^,m6

d'où P =22,87 S;>V =5,537

et pour £ — 6 = 3oo,

yN=:3ooX 5,537— 166 1,8.

La chaleur perdue dans ce cas est o,ai de la chaleur totale dégagée, y = o,2i.

Ce résultat montre Tintluence de la proportion d'air employée.

On peut faire le calcul plus simplement, et d'une manière très suffisamment exacte, en prenant le poids total des gaz et leur chaleur spécifique moyenne. Le poids total des gaz correspondant au poids ps de combustible est ^5(A -h i), et on a, pour l'expression de la quantité de chaleur perdue,

d'où

C'est la relation déjà trouvée au n"* aev ; A est le poids d'air employé à la combustion de i kilog. de combustible, c la chaleur spécifique moyenne qui est ordinairement un peu plus grande que celle de l'air, et parait peu s'écarter de 0,245. En appliquant la formule simplifiée au cas de la houille qui fait l'objet du calcul détaillé ci-dessus, on trouve dans le premier cas

vNr^ 873,1 au lieu de 879,

et dans le second

Y ,%::: 1 68o,y au lieu de 1661,8.

On voit que les différences sont assez faibles. Dans les conditions moyennes , en prenant A = 1 8 et f — 0 — 25o'', on a

C'est à peu près la perte moyenne, environ i5 p. 100 de la

TIUAGE DES CHEMINÉES. 609

chaleur totale du combustible; elle est, comme on voit, assez importante.

On pourrait la réduire en refroidissant davantage les gaz par un accroissement de surface de chauffe, mais les dépenses d'installation seraient notablement augmentées et de plus le tirage n'aurait plus une énergie suffisante, si on refroidissait les gaz au-dessous de iSo"*. C'est une limite inférieure de température d'où résulte nécessairement une chaleur perdue de 8 à lo p. loo, ou plus exactement employée au tirage.

435. Tirage avant la chauffe. — Péclet a indiqué une disposition d'appareil qui permettrait théoriquement de refroidir les gaz sans diminuer le tirage. C'est ce qu'il a appelé le tirage avant la chauffe, La disposition consiste à placer la cheminée avant le récepteur au lieu de la mettre après, comme on le fait généralement.

Les gaz, au sortir du, foyer, montent directement dans une cheminée verticale, et ce n'est que lorsqu'ils sont parvenus au sommet qu'on les fait circuler autour du récepteur. Le tirage étant produit avant le chauffage, on peut, sans le réduire, refroidir complètement les gaz.

Cette disposition, bonne en principe, présente, au point de vue pratique, des difficultés qui la rendent inapplicable. L'installation d'un appareil lourd et encombrant, comme une chaudière à vapeur par exemple, est très difficile, sinon impossible à une grande hauteur. Il y a de plus une perte de chaleur considérable à travers les parois de la cheminée parcourue par des gaz à une température très élevée, perte qui fait plus que compenser le bénéfice réalisé par un refroidissement plus complet au delà; d'ailleurs ce refroidissement ne peut s'obtenir, comme nous l'avons vu (301), que par un développement exagéré et fort coûteux de la surface de chauffe. Par tous ces motifs, le tirage avant la chauffe n'a réellement pas d'intérêt pratique.