VAPEUR D'EAU
137. Dans les appareils de chauffage et de ventilation, il faut mettre des gaz en mouvement, aspirer ou insuffler de Tair pour alimenter les foyers, évacuer les gaz de la combustion dans l'atmosphère, faire circuler Tair pur pour remplacer Tair vicié des lieux habités, conduire la vapeur aux appareils où sa chaleur est utilisée, etc. Pour l'étude raisonnée des appareils, il est nécessaire de connaître les lois générales de Técoulement des gaz. Nous allons les étudier dans ce chapitre.
Nous considérerons successivement l'écoulement des gaz et de la vapeur d'eau par des orifices et des ajutages, sous de faibles puis sous de forts excès de pressions, et ensuite l'écoulement par des conduites; nous examinerons, en dernier lieu, les appareils, manomètres et anémomètres, destinés à mesurer la pression et la vitesse des gaz.
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138. Préliminaires. — Lorsqu'un liquide, contenu dans un vase, s'écoule par un orifice de petites dimensions pratiqué dans
Fig. 49-
la paroi, on constate que les filets liquides à Tintérieur (fig. 49) convergent de tous côtés vers Torifice ; et que cette convergence se continuant à Textérieur du vase, la veine liquide se contracte et la section se réduit; ce n'est qu'à une certaine distance de la paroi, dans une section ah qu'on appelle la section contractée, que les filets liquides sont devenus sensiblement parallèles.
On démontre en mécanique que si Ton maintient le niveau NN constant dans le vase, l'espace M au-dessus de ce niveau se trouvant en communication par un robinet ouvert avec le milieu K où se fait l'écoulement, la vitesse V, dans la section contractée, est donnée par la formule :
dans laquelle V est la vitesse, en mètres par i', des molécules fluides traversant la section contractée ai, h la distance verticale du centre de gravité de cette section au plan horizontal NN que forme la surface libre du liquide dans le vase, g l'intensité de la pesanteur. La vitesse ne dépend que de cette hauteur et nullement de la nature ou de la densité du liquide.
Si le vase est fermé et si la pression en M, sur la surface du liquide, est différente de celle du milieu K où se fait l'écoulement, il faut, pour avoir la hauteur h de la formule, ajouter à la distance verticale a du niveau NN au-dessus de l'orifice d'écoulement, la hauteur, positive ou négative, d'une colonne du liquide qui s'écoule faisant équilibre à l'excès de pression en M sur le milieu extérieur.
C'est ainsi que si la pression de ce milieu K est d'une atmosphère de 0^,76 de mercure, et si celle au-dessus du niveau du liquide est de n atmosphères, soit n—\ au-dessus du milieu où se fait l'écoulement, l'excès de pression en M, en hauteur
du liquide de densité d par rapport à l'eau, est («— 1) — -^ —
et on a pour la valeur de A
I o", 334 étant, comme on sait, la hauteur d'eau produisant lamèmc pression qu'une colonne de mercure de o'',y6.
Cette formule est encore applicable, lorsque n est plus petit que l'unité, c'est-à-dire qu'il y a, au-dessus du niveau, un vide relatif; dans ce cas >i— 1 est négatif et h est plus petit que n.
D'une manière générale h est l'excès de pression sur l'orifice, mesuré en hauteur, du fluide qui s'écoule.
