U'SE
flo
oj5
Me
>yenne
Mo
►yenne
En comparant ces nombres, on voit que le coefficient de transmission est encore à très peu près proportionnel à la racine carrée de la vitesse et sensiblement le même pour les deux séries
d'expériences : la valeur moyenne de — :i étant de 6,64 pour la
deuxième disposition et de 6,4o pour la première. Ces valeurs sont plus faibles que celle (9,602) que nous avons trouvée pour le tuyau de o™,20 de diamètre, à 26 nervures. La différence doit tenir à ce que, les nervures étant plus rapprochées, la circulation de Tair est plus gênée.
De toutes ces expériences, il résulte ce fait important, qu'en augmentant la vitesse au contact du tuyau, on accroît notablement la quantité de chaleur transmise; lorsqu'on dispose d'une force pour donner au fluide une grande vitesse, on peut, par ce moyen, augmenter beaucoup l'effet des surfaces de chauffe.
i60 TRANSMISSION DE LA CHALEUR.
86. Convection par Teau. — Lorsque de Teau se meut au contact d'une surface ayant une température différente, les phénomènes de la transmission de la chaleur par convection se produisent comme pour Tair. La même formule
est applicable, mais le coefficient de convection est beaucoup plus fort; à égalité de surface et de température, la quantité de chaleur transmise est bien plus grande dans le même temps.
Afin de déterminer les coefficients de convection par Veau, nous nous sommes servis de l'appareil déjà décrit n° 84 (fig. 24), en faisant passer de Teau froide dans le tube et de Teau chaude dans le manchon. L'appareil avait été construit de telle sorte que la section du tube et la section annulaire du manchon étaient égales, et en réglant les robinets de manière à faire écouler des volumes égaux, la vitesse était la même des deux côtés de la paroi du tube. Dans ces conditions, on pouvait admettre que le coefficient de convection était également le même des deux côtés.
On mesurait les températures T^ et T^ d'entrée et de sortie de l'eau chaude, celles G^ et Ô^ d'entrée et de sortie de l'eau chauffée, les poids P d'eau chaude et p d'eau froide qu'on s'attachait à rendre très sensiblement égaux, et on déterminait d'après ces données la quantité de chaleur transmise.
La paroi de transmission étant en cuivre très mince, la température était sensiblement la même sur les deux faces et devait être une moyenne entre celles de l'eau froide et de l'eau chaude.
On avait en conséquence
t^ = Io±^ et ^ = îl±^,
Iq et t^ étant respectivement les températures de la paroi à l'origine et à l'extrémité de la surface de transmission.
Pour avoir le coefficient nf de convection, on a employé la formule (4)
/>clognep-î^^^///S3, U — ^i
dans laquelle on pouvait remplacer - — -5 par ffr — -^ qui lui est
égal, cunime il est facile de le vérilier.
En réunissant tous les résultats, et traçant la courbe des variations du coefficient nf avec la vitesse de circulation de l*eau, nous avons dressé le tableau suivant :
COEFFICIENTS DE CONVECTION PAR l'eAU.
VitesM de Feau.
Coefflcieat.
Vitesse de l'eau.
Coefficient.
o,io
I 5lO
aSSo
43oo
lyOO
lylO
Dans les expériences, la vitesse n'est pas descendue au-dessous de 0,10 par i". En prolongeant la courbe, suivant sa direction probable, de manière à la faire passer par Torigine, on trouve que pour une vitesse de o,o5 le coefficient wy serait de 85o environ, et qu'il s'abaisserait à 5oo pour une vitesse de o,o3 et à 200 pour une vitesse de 0,01. Nous ne donnons ces nombres que comme de simples indications et faute d'autres plus précis. Il est certain, dans tous les cas, que le coefficient de convection augmente très notablement avec la vitesse.
En comparant ces coefficients à ceux que nous avons donnés pour l'air, on reconnaît que Teau a un pouvoir de convection bien plus considérable. Ainsi, pour un tuyau de o",oi de diamètre, le coefficient de convection par l'eau est de 4 Sao pour une vitesse de i", tandis qu'avec l'air dans les mêmes conditions il est seulement de 3,5o. La transmission est i 291 fois plus grande avec Teau qu'avec l'air à égalité de surface et de diffén^nce de température.
87. Convection par la vapeur d'eau. — La vapeur d'eau est un des agents de chauffage les plus employés dans Ser. 11
l'industrie. L'usage si géuéral qui en est fait comme force motrice a rendu facile Tinstallation et la conduite des appareils où on Tutilise au chaufiTage.
La condensation de la vapeur au contact d'une surface froide est excessivement rapide. Nous rapporterons plus loin des expériences relatives au chauffage de Teau par la vapeur; il ne serait pas possible, pour le moment, d'en déduire le coefficient de convection.
En faisant passer, dans l'appareil décrit (84), de l'eau dans le tube et de la vapeur tout autour dans le manchon annulaire, nous avons pu constater que la transmission est notablement plus grande qu'avec de l'eau des deux côtés, et reconnaître que le coefficient ne descend pas au-dessous de loooo, quand le manchon est bien purgé d'air ; dans certains cas, il s'est élevé jusqu'à 4o ooo et oo ooo calories, pour une circulation très active.
La vitesse exerce, comme pour les autres fluides, une influence notable sur la valeur de ce coefficient ; il n'a pas été possible de déterminer des chiffres précis, qui d'ailleurs ne sont pas bien nécessaires en pratique parce que, ainsi que nous le verrons plus loin, dans les problèmes de transmission, c'est toujours
l'inverse -7. qui entre dans les formules, et cet inverse est si
faible, qu il est le plus souvent négligeable, à côté des autres termes beaucoup plus grands auxquels il doit être ajouté.
