U KG K
Le terme K est le coefficient de transmission de la vapeur à la paroi intérieure du serpentin ou du double fond; dans ces conditions, il n'y a pas de radiation, et on a simplement
Le coefficient /i/'pour la vapeur est toujours très grand (sï), il ne descend guère au-dessous de loooo et peut s'élever à Soooo;
la valeur de ,,- est comprise en conséquence entre o,oooi et
0,UOOO2.
Pour une paroi on cuivre mince de o",ooi, on a
Le coefficient K' de transmission à Teau se réduit également au coefficient n'f de convection qui est compris entre 5oo et 6000, suivant la vitesse de circulation de l'eau, de sorte que la valeur
de jTf est comprise entre 0,002 et 0,000 16(>.
Il résulte de ces nombres que les valeurs extrêmes de Q, dans les conditions ordinaires de la transmission de la vapeur à Teau, à travers une paroi en cuivre, sont comprises entre
soit Q~476,
ce qui correspond à-iHT- = o'',886 de vapeur condensée à 100"
et —:= 0,00002 -h 0,00000275 -h 0,000 1 66 = 0,000 1 887,
soit Q — 5 3o4,
c'est-à-dire -prj— =9587, ou 10'' environ de vapeur condensée.
joy
En nombres ronds, on peut admettre que le coefficient de transmission de la vapeur à Teau varie de 5oo à 5ooo suivant la rapidité de la circulation de Teau et de la vapeur.
Si on suppose de la vapeur à iSo"" et de Teau à loo"", la quantité de chaleur transmise par mètre carré sera comprise, d'après les nombres ci-dessus, entre
M = 5oox5o"=25ooo calories par mètre carré, et
M = 5ooox5o'*~25oooo calories par mèlre carré.
La transmission peut varier du simple au décuple, suivant la rapidité de la circulation de Teau, pour la même différence de température.
Ces nombres sont, comme nous allons le voir, confirmés par l'expérience.
Quand on commence à chauffer de Teau à o*, avec de la vapeur à iSo"*, on a pour la chaleur transmise, par mètre carré, en prenant Q = 5oo,
M=:5ooX i5o = 75000 calories,
chiffre qui peut s'élever à 5oo 000 et même au delà, si par un moyen quelconque on active le mouvement de Teau.
A mesure que le chauffage se poursuit et que la température de Teau s*élève, la différence de température diminue, ce qui tend à réduire la transmission, mais comme le mouvement de Teau devient plus rapide, ce qui tend à l'augmenter, il s'établit une espèce de compensation, et la transmission varie assez peu. Arrivé à l'ébuUitiou, les mouvements sont ordinairement tumultueux et la transmission est notablement accrue.
124. Résultats d'expériences. — Au moyen de l'appareil décrit (84), on a fait passer de la vapeur à loo*" dans le manchon et de l'eau dans le tube à des vitesses différentes. Pour le tube en cuivre de 0,001 d'épaisseur, de 0,01 de diamètre intérieur et de 0,3 14 de longueur, les résultats trouvés sont les suivants :
COEFFiaENTS DE TRANSMISSION DE LA VAPEUR A l'eAU.
Tube en cuivre de 0^,01 de diamètre et de 0^,34 â de long.
M de l'eao.
CoefBcient Q.
Vitesse de Teao.
Coefficient Q.
o"io
aa3o
3ti4o
I^IO
L'accroissement de la transmission avec la vitesse de l'eau est très sensible, et il est probable que, si on avait pu pousser les expériences jusqu'aux vitesses de i"*,5o et 2 mètres, on aurait Sbr. i5
obtenu des coefficients de 4ooo à 5ooo calories et peut-être davantage.
D'après Clément et Desormes, i mètre carré de cuivre mince, exposé d'un côté à la vapeur à loo"* et en contact par l'autre face avec de l'eau à une température moyenne de 28% fait condenser 100 kilogrammes de vapeur par heure; on déduit de là, pour le coefficient Q de transmission :
^ 100 x537 ^ Q=ioo'-.8- = 73^'
soit 1^40 de vapeur condensée par mètre carré, par heure et par degré.
MM. Thomas et Laurens ont trouvé qu'un serpentin de o",o34 de diamètre et de ^i mètres de long, soit 4°'>48 de surface, plein de vapeur à 3 atmosphères, a pu porter, en 4 minutes, à l'ébullition, 4oo kilogrammes d'eau prise à S**.
La température de la vapeur à 3 atmosphères étant i35°, et
la température moyenne de l'eau = 54*, on a pour la
chaleur transmise par heure : 400(100" — 8)— =552 000, d'où
552ooo = 4,48(i35°-54')Q Q= I Sai.
La chaleur de vaporisation à i35** étant 5 10*, le poids de
vapeur condensée correspondant est -^-^ environ 3 kilogrammes.
Dans une autre expérience, rapportée par Péclet, sur le chauffage du jus de betterave, 900 kilogrammes de jus, à 4*> chauffés par de la vapeur à 1 35°, ont été portés à l'ébuUition, en 16 minutes, dans un vase à double fond de 2""^, 40 de surface.
La différence moyenne de température était 1 35*— ^^ =83*;
d'où la valeur de
9oo(»oo-4)6o^^ iôX2,4ox83
correspondant à -r — =3^,2o de vapeur condensée. Ces nombres
ont été obtenus pour le chaufTage d'un liquide qui n'était pas en ébullition. Ils doivent être un peu faibles parce qu'il y avait pendant Topération un certain refroidissement dont on n'a pas tenu compte.
Les différences qu'on trouve ainsi dans la valeur du coefficient Q, de 782 à I 626 proviennent, comme nous l'avons dit, des différences dans la rapidité de la circulation de l'eau.
Le coefficient Q est beaucoup plus grand, lorsque le liquide est agité par l'ébullition.
MM. Thomas et Laurens, en chauffant de l'eau à loo"* par de la vapeur à 1 35", avec le serpentin dont nous avons parlé ci-dessus, ont fait évaporer 25o kilogrammes en 1 1 minutes. La valeur du coefficient Q est dans ce cas ^
ce qui correspond à une condensation de 8^,70.
Dans une autre expérience, avec une différence de température de 21'' entre la vapeur et le liquide en ébullition, on a condensé 9^,33 de vapeur, soit environ
Q = 5oio.
L*eau devait se mouvoir au contact du serpentin avec une vitesse de plus de i mètre.
La transmission pour la même différence de température est plus que triplée quand le liquide est en ébullition, ce qui tient toujours à la même cause, c'est-à-dire à la vitesse plus grande dans la circulation du liquide chauffé.
On voit que ces résultats d'expérience s'accordent, d'une manière satisfaisante, avec ceux du calcul.
