TUYAUX ET APPAREILS A VAPEUH

119. Dans le cas de la transmission de la vapeur à1*air, à travers une paroi métallique, la formule 1 1 du n° os, qui donne la valeur du coefficient de transmission Q, peut encore se simplifier. Le coefficient K pour la vapeur (s?) étant au moins

égal à 10000, le terme yT = 0,000 1 est négligeable à côté de la valeur minimum dejT=o,<)2j (9») et on a simplement

ÏI8 THANSMISSION DE LA CHALEUR.

i=ji d'où Q = K'.

Comme conséquence, la température <]c la face mélallique cri contact avec l'air est 1res sensiblement ég;ale à celle de la vapeur.

Nous avons les deux équations

M = SK'(/'-e), M = SQ(T-e),

d'où

c'-ft Q T-6~K''

Le second membre étant très sensiblement égal ii l'unité, il en est de même du premier, c'esl-à dire que t', température de la paroi en contact avec l'air, est 1res sensiblement égale à T, température de la vapeur.

Dans les applications on peut donc prendre triss approximativement Q égal à K' et t' égal à T, dans le cas d'une paroi métallique cliaulTéc par de la vapeur et cbaulTanl de l'air ou des gaz.

ISO. Appliquons ces formules simplifiées. Considérons un cylindre plein de vapeur placé dans un lieu habité et constituant ce qu'on appelle anpoéle à vapeur (lig. 4^)- La clialcur se transmet à l'enceinte par radiation et convcction.

L'intérieur du poêle occupé parla vapeur est à une température constante et uniforme T dans toutes les parties; il en est de même de l'enceinte liabitée où la température est /; on se trouve ainsi dans les conditions dérmics aux n°* stt et 112 et on peut appliquer la formule

M=^SQ(T-e), ng. .13.

et d'après ce que nous venons de dire, on a simplement

Pour un tuyau cylindrique en fonte, plein de vapeur à 100° dans une enceinte à i5®, on a T= loo**, 0= i5°; nous prendrons

^98, 79 et 80}

#■' = 3,36, m'=iySoy f=z^^ //'=i,6o, Q = K'=5,o4-|-6,4o= 1 1,44.

La chaleur transmise, par mètre carré, par heure et par degré de différence de température, est de 1 1"\44- La chaleur totale transmise par la surface S est

r/esl972"',4 par mètre carré et par heure, ce qui correspond à

de vapeur condensée.

Pour un tuyau en cuivre poli

r'=ro,i6, m'=i,5o, y'==4> /i=i,6o,

0=6,64, M=6,64x85^S=:564,4oS

ce qui correspond à un poids de vapeur condensée

564,4o . ^ — Tô — =iNoJ.

On voit TinQuence notable de la surface polie sur la transmission.

Si la vapeur était à 135"* dans le tuyau en fonte et Tair un peu plus agité, on aurait

Ol M=: 13,67 X »20S^ I 640S

220 TRANSMISSION bS LA GIIALEUR.

ce qui correspond à un poids de vapeur condensée

Enfin, pour delà vapeur à 5 atmosphères, soit à i53', la transmission serait de 2000 calories par mètre carré, ce qui correspond à 4 kilogrammes de vapeur condensée.

On voit que pour un tuyau de vapeur placé dans une enceinte, la chaleur transmise par mètre carré varie de ooo à 2 000 kilogrammes, suivant la température de la vapeur et la nature de la surface rayonnante, soit de 1 à 4 kilogrammes de vapeur condensée.

Si Tair était renouvelé très rapidement au contact de la surface, le coefficient Q pourrait s'élever à 3o et 4o> et la chaleur transmise serait augmentée en conséquence, mais c'est un cas exceptionnel.

121. Expériences. — Ces nombres s accordent avec les résultats d'expériences directes. Ainsi, d'après Tredgold, le poids de vapeur condensée en une heure par i mètre carré de surface d'un tuyau exposé à Tair libre est

Fer-blanc 1^07

Verre 1,76

Tôle neuve 1,80

Tôle rouillée 2,10'

D'après Clément, le poids de vapeur condensée par heure dépend de la position et de la nature du tuyau. 11 a trouvé les nombres suivants :

Tuvau horizontal en fonte nue. . .

Id. on fonte noircie.

Id. on cuivre nu. . .

Id. en cuivre noirci

Tuyau vertical en cuivre noirci . .

1,98 Ces résultalb confirmeiil d'une manière générale l'exactitude

des formules; ils font voir de plus que la nature de la surface a une action importante, puisque deux tuyaux de fonte et de cuivre qui sans enduit condensaient, Tun iS8i, l'autre iS47j ont condensé juste le même poids 1^70 quand ils ont été noircis.

Ils montrent en outre que les tuyaux verticaux transmettent plus de chaleur que les tuyaux horizontaux. Cette différence doit tenir à ce que l'air circule plus complètement au contact de toutes les parties d'un tuyau vertical; la demi-circonférence supérieure d'un tuyau horizontal n'est que très imparfaitement en contact avec le courant d'air chaud ascendant.

MM. Burnat et Royetont fait à Mulhouse des expériences sur la condensation de la vapeur dans des tuyaux; elles ont donné les résultats suivants :