V L+IO D
et pour la fonte v = 19»80 y/^*n + {i'^i)D
On doit prendre pour h la différence de niveau, des deux orifices de la cheminée, et pour Lsa longueur^ ensuivant toutes ses sinuosiiés, si elle est oblique ou tortueuse. Du reste , M. Péclet s*est assuré que ces fcirmules s'appliquent exactement au colcul de la vitesse pour les cheminées sinueuses comme pour les cheminées rectilignes , verticales oti obliques, et que les sinuosités n'influent sur cette vitesse, qu'en ce qu'elles augmentent la longueur du canal , et par ftoite les résistances dues au frottement.
L'air chaud entrant dans une cheminée par la partie inférieure , se refroidit graduellement à mesure qu'il s'élève, par f effel de l'irradiation et du contact des parois. La perte de chaleur qu'il éprouve croit proportionnellement à la diffSreâce de sa température et de celle de l'air extérieur , et 'eti raison inverse de la vitesse du courant et du diamètre de la cheminée. Le calcul exact en est compliqué. D*après Fourier , la perte de chaleur qui a lieu dans une tranche dans le Sens tie l'épaisseur des parois, est exprimée par la
formule B :r: > — -g — • , B désignant la température
de ta surface extérieure de la cheminée, a celle de là surface intérieure, b la température constante de Tair ambiant , k la conductibilité propre de la substance dont se composent les parois, h sa conductibilité à la surface, et e l'épaisseur. 11 sVnsuit que la perte de chaleur B — b est
proportionndleà jj^ quand fc est trèspotit, et par consè-
GHEMINÉES. 14IS
qnent en raison tiiTerse de Tépaisseur , quand ]a conductibilité à la surface est elle-même très- petite. Selon M. Péclet, IKHir déterminer les pertes de chaleur dans le sens de la hauteur des cheminées, on a les relations suivantes :
log 1 =5 log 1 — — --— — , pour les tuyaux cylin- JDEV
^ 0,018501 driqoes en terre cuite ; log T' = log T z-==z — , pour
les tuyaux en 1 61e de un demi-millimètre d'épaisseur, et log T = log T — • — ^^- — , pour les tuyaux en fonte de
] centimètre d*épaîssour , T' étant Texcès de température de l'air chaud sur Tair ambiant au sommet de la cheminée, T le même excès au bas de la cheminée , L la longueur du canal , D son diamètre, £ l'épaisseur des parois, et Y la vitesse du courant. Ces formules s'appliquent à peu près aussi aux cheminées carrées. Quand les cheminées sont en briques épaisses , et que la vitesse du courant qui les traverse est grande, on peut, sans grande erreur, supposer que la température de Tair est la même dans toute leqr hauteur.
Lorsqu'on rétrédt Torifice supérieur d'une cheminée en y adaptant un diaphragme , la dépense d'air , et par conséquent le tirage diminuent , mais non pas proportionnellement à l'ouverture du diaphragme ; parce que la vitesse à l'intérieur ^ le long des parois , diminuant eu même temps , la résistance due au frottement devient moindre, et qu'en raison de cela la vitesse d'écoulement par le diaphragme augmente ; de telle sorte que si le diamètre de la cheminée était grand par rapport au diamètre du diaphragme , la vitesse de l'air à l'orifice serait égale à la vitesse théorique. Quand le diaphragme est placé à la partie inférieure , les effeta sont à peu près les mêmes , et la diminution de dépense est encore moindre , parce que la vitesse d écoulement à foriGee supérieur ne dépend que de la pression et Don du diamètre , et que la dépense augmente avec celuici. M. Péclet a conelu d'un grand nombre d'expériences , que l'on peut admettre approximativement que la vitesse d'écoulement à l'orifice supérieur d une cheminée , croit eonme le diamètre de l'orifice inférieur.
On a reconnu qn'il y a toujours économie à brûler les combustibles sous l'influence d'un fort tirage, lors même que les ftimées qui s'échappent des cheminées conservent
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une très-haute température ; maïs il y a plus d'avantage encore a opérer la combustion par un tirage actif, en refroidissant les fumées le plus possible. On obtient ce résultat en donnant aux cheminées une très-grande hauteur ou un grand diamètre : cependant, dans ce dernier cas, il est nécessaire de rétrécir leur oriGce au moyen d*un diaphragme d*un diamètre tel , que l'air chaud ne s'écoule pas avec une vitesse moindre de 2 à S mètres par seconde , afin que le courant puisse résister â Faction des vents extérieurs.
Quoique la fonte et la tôle étant beaucoup meilleurs conducteurs de la chaleur que la brique, occasionnent dans les courants d'air chaud un refroidissement beaucoup plus rapide , comme la brique oppose par le frottement une résistance plus grande au mouvement des gaz , on trouve qu'en déûnitive les cheminées qui tirent le mieux sont celles qui sont faites en fonte, et ensuite celles qui sont faites en tôle. Il vaudrait évidemment encore mieux les construire en tuyaux de fonte entourés d'un revêtement en brique, pour empêcher le refroidissement.;
On place ordinairement les cheminées de laboratoire près d'un mur, qui forme une de leurs' faces; alors on les fait presque toujours prismatiques. Si l'on avait à construire une cheminée isolée , la meilleure forme à lui donner serait celle d'une pyramide tronquée terminée par un orifice cylindrique très-court , faisant fonction de diaphragme.
Lorsque l'on pratique des ouvertures latérales dans une cheminée qui est traversée par un courant d'air chaud , il arrive , selon la disposition de la cheminée, ou que l'i^ir froid extérieur pénètre par les ouvertures , ou qu'au contraire celles-ci livrent passage a l'air chand intérieur.
On sait qu'il n'y a pas de pression latérale dans les liquides et les fluides élastiques en mouvement , quand ils ont acquis toute la vitesse qui peut résulter de la pression à laquelle ils sont soumis. Il suit de là qu'en faisant abstraction du frottement, il ne sortirait pas d'air chaud et il n'entrerait pas d*air froid p»r des ouvertures faites dans une cheminée cylindrique placée sur un foyer ; mais comme le frottement oppose une résistance très-grande au mouvement, ainsi qu'on Ta vu , dans le cas dont nous parlons l'air chaud n'a pas toute sa vitesse dans le canal , et il exerce une pression latérale qui le force à s'écouler par ces ouvertures. Dans une cheminée munie d'un diaphragme supérieur, il y a écoulement plus abondant encore d'air chaud , parce que le dia« phragme a pour efi'et de diminuer beaucoup la vitesse à l'intérieur , el qu'il en résulte que l'air acquiert une densité
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]i1us grande que celle que comporle sa température. Lorsqu'ilyaun diaphragme à la partie inférieurede la cheminée, les effets sont tout opposés : Fuir froid extérieur pénétre par ces ouvertures avec une force d'autant plus grande que le diaphragme est plus étroit , parce que dans ce cas Taîr se dilate en sortant de ce diaphragme , et qu'il n*a pas dans le corps de la cheminée la densité correspondante a sa température et à la hauteur de la colonne. Enfin , quand il y a un diaphragme à la partie supérieure et à la partie inférieure de la cheminée , Tair chaud sort par les ouvertures latérales, si le diaphragme de la partie supérieure est plus petit que celui de la partie inférieure , et Tair froid pénètre dans la cheminée dans le cas contraire. Il est d'ailleurs évident que toutes circonstances étant les mêmes ^ le courant qui s'établit par les ouvertures latérales est^'autant plus rapide que ces ouvertures sont situées plus près de la partie inférieure de la cheminée.
Les cheminées qui sont destinées à établir un courant d'air de l'extérieur à l'intérieur sont ce que l'on nomme des cAeminéeê d'appel; elles sont très-souvent utiles dans les laboratoires, pour se débarrasser des vapeurs nuisibles qui résultent des réactions chimiques. On les établit d'une manière fort simple, en mettant en communication les petites cheminées des fourneaux de calcination et des bains de sable, etc. , qui occupent les différentes parties de la paillasse , avec une large cheminée placée derrière cette paillasse, et dans laquelle on ménage quelques ouvertures sur toute sa largeur (Fig. 5 , PI. V).
SECTION II
Fourneaux à soufflei^ ou forges d'essai.
Dans les forges d'essai , Tair nécessaire à la combustion est poussé à travers le charbon au moyen d'une machine soufflante , au lieu d'y être introduit par l'aspiration d'une cheminée, comme dans les fourneaux à vent.
ABTiCLi PBSHiEi. — Machino soufflante.
Quand le laboratoire est situé dans une usine , on met à
{>rofit les grandes machines soufflantes qui se trouvent dans 'usine, pour se procurer le courant d'air nécessaire. Il suffit , pour cela , d'adapter au réservoir de ces machines un tuyau d'un diamètre suffisant , qui vienne aboutir près de la
