INFLUENCE DES ACTIONS ATMOSPHÉRIQUES SUR LE
Le tirage des cheminées est plus ou moins iuQuencé par les actions atmosphériques, le vent, la température extérieure, Tétat hygrométrique, les rayons solaires, le refroidissement des parois ; dans certains cas, ces influences peuvent être assez marquées pour empêcher les appareils de fonctionner convenablement.
439. Action refroidissante de Tatmosphère. — Il se perd toujours, à travers les parois des cheminées, par l'action refroidissante de l'atmosphère, une certaine quantité de chaleur,
TIRAGE DBS CHEMINÉES. 013
ce qui abaisse la température des gaz qui y circulent et tend à diminuer le tirage. Cette diminution est en général peu sensible. Sous cette action refroidissante, la température t^ des gaz, à la base de la cheminée, s'abaisse à t^ au sommet ; la chaleur perdue, par heure, par le refroidissement est
P est le poids des gaz qui passent dans la cheminée, c leur chaleur spécifique.
La température de Tair atmosphérique étant uniforme et égale à 0 sur toute la hauteur, on a, entre les températures /^ et /,, la relation (7 du n* 90, en faisant r~o)
(xPc lognép ^zi.^Qs.
s est la surface exposée au refroidissement, Q le coefficient de transmission, x la fraction de chaleur réellement transmise qui, dans le cas particulier, est égale à i .
Pour une cheminée cylindrique de diamètre intérieur D et de hauteur H, et pour une combustion de 5oo kilogrammes de houille, par mèlre carré, brûlés avec un poids d'air A par kilogramme, on a
p-^5oo^'(A4-i) et S = rDH;
en substituant dans la formule précédente
1 A 'o-Ô QH
>^gȎp^--^:^^^3P^^^^^^^.
En prenant Q — 1,17 pour une cheminée en briques de 0,40
d'épaisseur moyenne (115), H — 20, D~ï, A— 18, 0=0,24»
6 — 0, on trouve
Loff ord - = — -^—^ -^ 7 = 0,0224.
d'où
Si la température h la base est ^^ = 9.5o% elle sera au sommet t^^-.2/io''. Le refroidissement est seulement de lo** et ne peut avoir d'effet sur le tirage.
Pour D = o,5o, on aurait pour z^ — ajo, /^ — 228*. L'abaissement de température de aa** serait encore sans influence sensible sur le tirage.
Pour une cheminée en tôle de o,3o de diamètre et de 20 mètres de hauteur, en prenant Q— 10, pour le cas de grands vents, ce qui peut Atre regardé comme un maximum, on a
-^= 1,394 et pour /^ = 25o°, t^ — 179",
L'abaissement de température dans la cheminée est de 71"; d'après le tableau «sa, le tirage n'est réduit que dans le rapport de a, 86 à 2,8a, ce qui n'est pas sensible.
Ce n'est que lorsque la température, au bas de la cheminée, est au-dessous de 180** que l'action refroidissante de l'atmosphère peut avoir une influence marquée. Ea général, elle n'en a pas pour les rheminéos d'usine.
440. Action du vent. — Le vent, suivant sa direction, peut avoir une influence favorable ou défavorable sur le tirage.
Quand il est dirigé horizontalement, son action est nulle et ne change pas le volume écoulé. Il a seulement pour effet d'incliner, à la sortie, la veine fluide sur la verficale.
F Considérons, en efl'et, l'écoulement au sommet d'une cheminée. Lorsqu'il n'y a pas de vent, la vitesse de sortie étant représentée par la verticale AC (fig. 370), le volume écoulé par i'' est un prisme ABCD, ayant pour base la section de la cheminée et une hauteur AC. Si le vent vient agir, avec une vitesse horizontale CE, la veine fluide sortira avec une vitesse AE, résultante de AC et de CE et le volume écoulé sera le prisme ABEF incliné sur la verticale, mais ayant même base et même hauteur et par conséquent même volume,
Fig. iTO.
Fig. 171.
Quand le vent est dirigé de bas on haut (fig. 27 1 ), en faisant le même tracé, le prisme incliné est plus haut que le prisme droit avec temps calme, d'où il résulte que le tirage est augmenté.
Dans le cas contraire, quand le vent est dirigé de haut en bas, le tirage est diminué.
En général, dans les conditions atmo- c sphériques ordinaires, pour que le tirage d'une cheminée ne soit pas influencé d'une a manière fâcheuse par l'action des vents, il faut une assez grande puissance vive de la veine gazeuse à la sortie, correspondant à une vitesse de i",8o à 2 mètres environ. On déduit de là, comme nous le verrons (4:W), une hauteur minimum pour les cheminées d'usine.
Dans les cheminées d'appartement et les cheminées d'appel servant h la ventilation des lieux habités, la température des gaz est peu élevée, la hauteur souvent insuffisante, et le vent exerce fréquemment une action marquée qui, non seulement diminue le tirage, mais fait quelquefois refluer les gaz en sens inverse. Cet efl*et se produit d'autant plus facilement que dans le voisinage se trouvent des bâtiments plus élevés, dépassant le faîte de la cheminée ; ils peuvent donner aux courants atmosphériques, un peu inclinés sur l'horizontale de haut en bas, une direction verticale qui fait rabattre la fumée dans les tuyaux.
Nous verrons, en parlant des cheminées d'appartement, les dispositions imaginées et appliquées pour s'opposer, autant que possible, aux mauvais effets de l'action du vent.
441. Influence de la température et du degré hygrométrique de Tair. — La température extérieure et le degré hygrométrique de l'air exercent une influence sensible sur le tirage de certaines cheminées. Tout le monde sait que dans les temps humides et relativement chauds, les cheminées d'appartements fonctionnent mal. Il en est de même de celles qui sont employées à la ventilation des lieux hahités.
L'activité de la combustion et par suite le tirage dépendent de la quantité d'oxygène qui arrive au foyer dans un temps déterminé; cette quantité diminue notablement dans certaines circonstances atmosphériques.
Désignons par F la pression barométrique, par /la tension de la vapeur d'eau dans Tair, par ps le poids de combustible brûlé par heure et par A le poids d'air atmosphérique appelé par kilogramme de charbon; le poids total d'air humide est psA et le poids d'oxygène contenu
