TA
Dans le premier cas, le travail ab«orl)é pour te tirage est de 1 2 chevaux
Dans le second cas, ce travail est de 37 chevaux ~ , abatroctloD faite des frottements dans les
tubes qui exigent pour h une plus forte valeur que 4 centimètres.
Nous allons maliitertant procéder à l'examen pratique de trois appareils composant un fourneau.
S I. — Fojers*
Les foyers sont des capacités de formes et diim’nsions convenables pour recevoir et faire brûler, dans un temps donné, des quantités dètemiLnées d'uu combustible préalablement désigné.
Parmi les divers combustibles connus, il en est deux, la houille et le coke (charbon de bouille) que l’on emploie presque exelUMvemeot cm France à la vaporisation de Peau. Par ce motif, nous ne parlerons ici que des foyers relatifs à ces deux combustibles, renvoyant, pour les autres, à l'excelleul Traité, de ta rhateuft de M. Péclet.
Les foyers a houille ou à coke sont en général des capacités prismatiques ou cylindriques, séparées en
VAPORISATIO>. FOURNEAUX. Ul
deux parties par une paroi à rialra-voie, appeWe grille, sur laquelle s’eCTectue le dép6t du combustible à brûler. La portioa situte au-dessus de la priUe, dans laquelle s'effectue la combustion, porte le nom de loger proprement dit ou boite à feu, suivant les appareils. La portion située au-dessous de la grille, dans laquelle tombent les résidus de la combustion, porte le nom de cendrier.
La partie principale du foyer est la grille, dont les dimensions se déterminent d'après la quantité de combustible a brûler par heure.
Dam le* foyers a houille, les quantités de combustible, brûlé par heure et par dédroetre carré de surface de grille, varient entre o^,3£ et ot,go ; rarement on dépasse ces limites soit en dessous, soit en dessus.
M. Gavé a fait un grand nombre d'expériences dans le but de déterminer le rapport qui doit exister entre la surface de la grille et la consommation de combustible par heure. Extrayant de ces expériences, dont nous avons résumé la presque totalité (Voir chaudières à circulations extérieures), les quantités moj-ima de vapeur produites par un kilogramme de bouille, pour divers rapports entre la surface de la grille et, d'une part, la surface de chauffe, d'autre part, la consommation en combustible, nous formons le tableau suivant :
qüASTITÊS MAXllfA d'ewi vaporisre par kil<^. da hoaiLId, en kilugrammei.
gCAMITlfe dû* bouille hrA]<^ par et par
carra de ■arface de grille en kiliigr.
lAPPOBn enm> lr« AUrfacea de la grille et de ehaslT* de la chatidière.
QCAStTITlb MAXItfA d'eao Taporiida par ktlog. de booille, en ktlogramtneû.
QUAXTITi»
de bouille brûlée par betira et par décioi. carré de «urface de grille en kiiogf.
RArroara
entre lea RuHaceo de la grille et de cliauiTfl de la chiodil-re.
1 à IS,3
PO
Si nous prenons les moyennes des résultats consignés dans ce tableau, nous trouvons :
Eau vaporisée par kilogramme de houille 8*,80
Quantité de bouille brûlée par heure et par décimètre carré de snrûice de grille. . . o*,SJ Rapport entre les surfaces de grille et de chauffe là |7,J0
Si maintenant nous prenons les moyennes de ces résultats, divisés en quatre groupes de i, nous obtenons ;
GBOerpE»,
EAU TAPOBtlÉB
par kilogramme de houille.
QCAirriTBB de boofile brdlée par benre et par d^ireètre carré de eurfaea de grflla.
BAFPOMTS eutru lee «urfacee de grille et de cbaaffe.
l” groupe. . . .
COMPOSITION DES PARTIES DES MACHINES A VAPEim.
.Nous coortuons de «s moyennei que :
I" Le rapport entre la lurface de la grille et celle de ciiaufle pouvant être conaldéré comme ronatant et é-^al A 1,17, les quantités de vapeur produite par kilogramme de oomboatible sont d'autant plus grandes que la quantité de houille brdlée par heure et par décimètre carré de surface de grille est plus petite.
2 ° Bien que, d’après le tableau des expérieiices relatées ci-dessus, le maximum de vapeur produite par kilogramme de combustible corresponde A une consommation de bouille égale A 0‘,ï4 par heure et par décimètre carré de surfoee de grille, ce résultat ne peut avoir été obtenu qu’A l'aide de très grands soins ; Il prouve que, dans tous les cas, le chauflear doit (bctilter, autant qu’il lui est possible, la circulation de l'air A travers le combustible. A notre avis, la moyenne 0^,40, comme limite inférieure, nous parait la plus convenable A adopter.
En résumé, il résulta des expériences de M. Cavé que, en adoptant :
Rapport entre la surface de chauffe et celle de la grille 17 : t ,
Quantité de houille A brfiler par dédmétre carré de surface de grille et par heure 0‘,40,
On ett dans Ica conditions les pins favorables pour obtenir A‘,00 de vapeur par kilogramme de efaarboo brûlé.
Dans les foyers a coie. les dimensions de la grille sont tout A fait différantes que ponr la hooille. .Non seulement lea barreaux sont plus espacés, mais la surface peut être consIdérablemeDt diminuée, attendu que plus le combustible est entassé, mieux U brûle. Dans les locomotives, où le tirage est violent, on brûle par heure S kilograiiuncs de coke par dédmétre carré de surface de grille, c'est-A-dire 1 2,6 fois ce que nous avons indiqué comme le plus convenable pour la houille.
Quant au rapport qui doit exister entre b surface de grille et celle de chauffe, on n’a rien de bien précis a Indiquer eu ce moment.
.Autrefois ce rapport était de 1 A AO, aujourd’lnit U est de l A plus de GO. Il est probable que dans ce dernier eas, le tirage étant mécanique, on a plus d'effet utile que dans le pronier. Nous reviendrons bnguement sur ce sqjet en traitant de ces moteurs.
I.a hauteur du foyer au-dessus de b grille est A peu près constante pour chaque oorabustiblc quelle que soit la surface de b grille.
Pour la houilb, on compte qu'il faut une hauteur de trente centimètre» environ entre la grille et le générateur. Cette hauteur doit être augmentée légèrement quand le combustible brûle avec une flamme bnguc, et dimbnée quand, au contraire, il brûle avec une flamme courte. Dans tous les cas, l’épaisaear du combustible sur la griHe ne doit pas dépasser dooxe centimètres quand le charbon eat en gaiUette, et huit canUmétres quand il est menu.
Pour le coke, la hauteur du générateur au-desaus de b grille est très variable, attendu que l'épaisseur de ce combusUbie sur b grille est ellc-mème aussi très variable. Dana la locomotive ou, comme nous l'avons déjA dit, b tirage est très actif, l’épaisseur du combustible sur b grille est portée quelquefois Jusqu'A toixante centimètres. La hauteur de la boite A feu est dans ce cas d'environ un métré, plus ou moins, mab oeb par suite de oonsidératiaas étrangères A b combustion. Dans tous les cas, il est bon de ne pas laisser moins de quinze A vingt centimètres entre b surface supérieure du coke et b paroi du générateur ; en bissant mobu, on riaque de faire brûler le métal soit par l'action énergique du soufre qui se dégage du oooibastible, soit par les dépdts de sels où^les chambres de vapeur qui se forment dans le générateur, en cet endroit où se fait une forte transmission de calorique.
Les grilles se composent de barreaux drmt les formes varient, solvant le combustible, comme nous l’avons vu en parlant de ces pièces (page 84j. Il n’exbte pas de pnqiortions bien définies entre la longueur et b largeur des grilles; en général, il est bon que b largeur soit moindre que celle de b surface du générateur espooée A l'actioa directe du ourobostible enflammé ; d’autre part, il est bon aussi que la longueur ne soit pus trop conildérable, parce qu’alors U devient diffleib de tisonner, et il faut bisser la
VAPORISATION. FOURNKAUX.
IM
porte ourerte plus longtemps. Une longueur de l*,^ est le madinum que l’on puisse convenablement donner A une grille ; U y 0 donc Heu de Ibire en sorte, dans la disposition du générateur, que la surface de ce dernier, exposée au feu, présente une largeur sofllsante pour dépasser celle de la grille correspondant à oette longueur maxima, dans le cas de grands appareils, bien entendu.
Une grille est dans de bonnes proportions quand sa kmgoeur est à sa largeur dans le rapport de 4 A 3. Il ne but pas une trop petite largeur, parce qn’aiors la oombustion est moins vive.
Aux extrémités kmgitndlnales de la grille te trouTent, d’une part, le titarl, la porte et la plaque rie /nqer, dont nous avons déjà parlé (page 84); d’autre part, i'aulel servant de séparation entre le foyer et les eameanx.
L’autel (pl. 17, Ug. I) est un petit mur vertical A, élevé é l’extrémité de la grille pour relever la flamme que le tirage de la cheminée tend à coucher et à éloigner de l’appareil à efaanffer. La hauteur de l’autel, au-dessus de la grille, varie entre quinxe et vingt rentiinètres, suivant la distance de cette dernière A la paroi hiférieure du générateur. Dons tous les cas, il est bon de ne pas laisser plus de quinte oesiUmétres entre la plate-forme supérieure de l’autel et cette paroi.
Le cendrier est un espace prismatique rectangulaire B (llg. l), dont une des boes latérales est complètement ouverte pour dosmer accès A l'air destiné A l’aliinentation de la eombustlan. Sa hauteur n'est pas Indifférente, attendu que, quand U est trop bas, le myonnemeot, sur la gtiUe, des scories et cendres chendes qui s’y trouvent dépotées, échauffe cette dernière et beibta sa prompte destrucUon par le oombustlblr enflammé. Généralonent, on pose b grille A quatre-vingts cenUroétres au-dcMus du sol, cotte hauteur étant celle pour laquelle le chargement et le Useonege du combustible sont le plus belles ; U est bon de donner tnqjours une hauteur égalé au cendrier, o’estcA-dire de le mettre de pbln-pled avec le sol du dtauffeur.
% 11. — Corneau.
On donne le nom de carneaux A une série de conduits destinés A bire circuler, autour du générateur, les ^ chauds qui te rendent du foyer A la chemluée.
On considère les carneaux sous trois points de vue distincts, savoir : la dùpositùm, la Joriae et les riimeiuiofu. ,
ü existe deox dispositions principales des eameanx, dunt l’une, dite a trgjet direct, consiste en un ou plusieurs conduits Isolés, partant tous du foyer et aboutissant A la cheminée, et dont l’autre, dite A circulation, consiste en une série de oonduib consécntlh, dont le pnmier part du foyer, et dont le dernier aboutit A la cheminée.
Autrefois ces deux dIsposUiODs figuraient assez iDdistinctement dans les chaudières A chauffage intérieur, et dans les chaudières A chaufbge extérieur. Dans les premières, b circubtion présentait l’inconvénient de permettre dlfUcUemcnt le nettoyage des carneaux ; dons les secondes, le trajet direct préseubit rincouvénlent de faire subir aux carneaux une répartition inégale des gaz chauds, ce qui nuisait à l'obleotion d’un bon chanfTAge.
Aujourd’hui on empbie, A peu ;wés exclusivement, le trgjet direct pour chaudières a chauffage intérieur, et b dreubtton pour chandières A chauffage extérieur.
Dam le premier cas, les carneaux sont ronds et portent b nom de tubes, dont b nombre et b diamètre varient suivant b quantité de surface qne l’on veut chauffer, et b nature du combustibb que l’on empiob. Noos verrons plus loin quelles sont ka conditions auxquelles il but satbbire pour leur donner une quantité déterminée de surbee de chauffe ; nous ite nous oocuperoos M que de bar diamètR. Avant rimportanAe découverte des chaudières A petits tabes, b dbmètre des tubes n'était jamais moindre que dix canUmetra , et s’ébvalt A trente, soixante et même cent centimètrea suivant les dimensions des appareUs. Aqjaurd’hui que l’on comprend toute l'utilité des peUb dbmètres pour b surface de
COMPOSITION DES PARTIES DES MACHINES A VAPEUR
cbiuHe, on cherche à donner a oes derniers la valeur mlnima qu'ils peuvent aHecter. Or cette valeur peut être d'autant plus faible que le ooiubuatible produit moins de fumée en brûlant, attendu que la Rimee dépose, à leur Intérieur, une suie qui tend a les enKorper. Il nsulte de la que, quand le combustible est de fa houille grasse, le diamètre des tubes ne doit pas être moindre que dix centimètres, tandis que, quand le combustible est du coke, ce diamètre peut deseendre jusqu'à cinq eentimétres et au-dessous.
JMins le second cas, les carneaux sont des prismes à section rectangulaire plus ou moins modilke, dont l'une des faces latérales est fermée par la paroi du générateur, et dont les trois antres sont entourées de briques.
I.a hauteur de ces carneaux se détermine d'apres celle de la |Uiroi du générateur qui peut, sans inconveuieot, être en contact avec eux. La fargenr se détermina d'apres des considérations que nous développerons en parlant des cheminées. En général, il faut que hi secUon des carneaux soit au moins égale a (elle de la cheminee.
La disposition des carneaux a cirrulatlon varie néeessairement suivant le système de générateur à litauffer. En general, il y a un premier conduit qui, partant du foyer, fatl circuler les gax chauds sous h paroi inférieure du générateur, dans toute sa longueur ; au sortir de ce conduit, les gaz chauds drculent autour de fa ehaudiérc dans d'autres conduits latéraux, d’oii Us te rendent a la cliemlnée.
Ce mode de circulation, qui est exclusivement employé aujourd'hui pour cluiuffer des chaudières cylindriques a deux bouilleurs, présente l'Inconvénient de ralentir le tirage de 1a cheminée, non pas seulement parce que les gaz y arrivent moins chauds que directement, mois paire qu’ils éprouvent dans la drculation des frottements aaace notables snr les parois des carneaux, et rencontrent plusieurs coudes. Il en resuite que si, d'une port, la chaudière enleve aux gaz chauds une plus grande quantité de cholear par contact, d'autre port, la combustinn étant plus lente, la quantité de chaleur rayonnante absorbée est moins considérable.
C'est, en majeure partie, dans le but de déterminer quels sont les avantages de fa circulation, qu’ont été faites les intéressantes expériences de M. Cavé, dont nous avons déjà parié à propos des grilles. A irt elïet, on a employé trois chaudières à chauffage extérieur, dont l'une sans bouilleurs, et les deux autres à bouilleurs et de dimensions différentes, Les chaudières ont été successivement soumises au chauffage par circulation, et au chauffage par trqjet direct.
i,e tableau ci-dessous donne un résumé que nous avons fait de ces expériences, en ce qui conceroe la rireufaUon.
TXBLZAt DES qUXXTITKS d’EAC VAPOKISBZ PAB KILOUSAMUS DX HOiriLUE POIS DIFFÊSaxTES DISPOSmOXS DI CABKEAIX.
tYniMBS '
cbâfOdièrM.
•i.Im *11
MODES
de cliftoflage doi chaudibre*.
1 Nuoib.de»
coadr«,Q<Mt I costpri»
Iccitll k l'iDirodua.
du» U ehCBuflé».
BAFPOBTt
«nu»
Im rarfaM» de griUi
et de chauffe.
^ RCftrftcxft
touie»
'de ckuffr 1 eti 1
Bbcre»
^ CWTM.
or»irmt»
de bcoillc brtléc ' pu beorc :
bUpfr. J
QUAir
(l'e»u T»p< kilog. de •Q k
TITfiS
Dhi^ par
1 bouille ifag.
.■btret.
le '
Cyliadit^oi Mai
Circulât, daiu deux
