CHAPITRE VI
En nous occupant tres-longucineui des chaudières à vapeur dans le i*' vol. de ce Traité, nous nous étions proposé de teniiiner ce sujet par un résumé des principales expériences dont ces importants appareils ont été Tobjel; mais des essais se trouvant alors en cours d'exécution sous la direction d*iugénîeurs de mérite, nous avons cru devoir reporter notre résumé à la fin de Touvraf^e, afin de le com* pléter avec les derniers résultats obtenus.
Âpres avoir réuni les notions complémentaires générales sur la construction des moteurs à vapeur, il nous a paru, du reste, que celles relatives aux générateurs devaient naturellement trouver place dans la même section.
Les expériences que nous allons citer correspondent à trois époques diflcreaies, dont l'une est déjà loin de nous; les deux autres sont au contraire très<récenies.
Les premières sont celles que fit M. Cave, de 1843 à 184i, et acquirent une certaine notoriété ;
Celles qui suivent ont été faites en Angleterre^ vers 1857, par un manufacturier connu, M. J. Graham;
Enfin les dernières montrent les résultats du remarquable concours ouvert à Mulhouse en 1859 par la Sociéié industrielle de celle ville.
Ces diverses expériences ont eu pour but commun de déterminer le rendement des générateurs de divers systèmes, en poids spéciiiquc d'eau vaporisée^ et de rechercher les dispositions les plus favorables ou les modifications à apporter à celles qui sont ordinairement en usage.
En comparant ces résultais obtenus au moyen d*apparcils de construction souvent bien différents, et datant d'époques parfois très-éloignées Tuue de Tautre, on est surpris de ne pas trouver de différences plus sensibles au point de vue économique de la conibuslion, tandis que la conslruction s'est néanmoins grandeuieut améliorée. Ainsi, une chaudière à tombeau de Watt pouvait faire produire au combustible, mais avec des soins, autant de vapeur que les chaudières cylindriques actuelles, dans les conditions habituelles. Il est vrai de dire que maiutenaut les générateurs ont une résistance que les anciens n'avaient pas, et pcnuettent de s*élever, avec sécurilé, à de très-hautes pressions.
Nous avons fait remarquer, du reste, que le système tuhulaire dépasse souvent la production ordinaire des précédents; mais aussi il exige un entretien soutenu, c
EXPÉRIENCES SDR LES GÉNÉRATEURS- Sdo
«n service courant, celte supériorité, tout en se maintenant d'une façon absolue, 'Dé fiaralt pas encore se prononcer très^noiablement. ^ ^
'' On pourra apprécier très-facilement cet état de choses après avoir pris connaissance de la relation suivante. Nous engageons le lecteur à se reporter également •aux résultats des expériences de M. Wicksteed, en Angleterre, qui sont mentionnés dansle !•' vol., p. 203, à propos des générateurs du système à foyer intérieur, dît deCornwall.
BZFi&ZBSrOES BVWL &S8 Oivi&ATEVRS A TAFJBU&
Exécutées par BI. CAVE en 18U et 1844.
A celte époque, où la construction des générateurs était nécessairement moins arrêtée qu'aujourd*hui, M- Gavé, le célèbre mécanicien auquel on doit une grande partie des progrès accomplis en France dans les grandes constructions, entreprit de nombreuses eiipériences en vue de connaître les meilleures dispositions à adopter pour rétablissement des générateurs à vapeur fixes : il s*agissait surtout de se prononcer sur les mérites comparatifs des chaudières avec ou sans bouilleurs, et sur la disposition des conduits de flammes on carneaux, sous le double point de vue de leur développement et de leur forme qui caractérise aussi la répartition des surfaces de chaufTe.
Ces expériences, prolongées pendant dix mois, portèrent principalement sur deux générateurs distincts dont Fun était formé d'un seul corps cylindrique, et l'autre d*un corps principal et de deux bouilleurs. Dans les deux cas la disposition des carneaux a été variée ainsi que la dimension et la forme de la grille. On a également fait usage d'un tube réchauffeur pour Veau d'alimentation.
DISPOSITIONS DES 6ÉNÉBÀT£URS b'eXPÉRIENGES
Chaudière sans bouilleurs. — Les premiers essais ont été faits sur chacun des deux générateurs que représente la flg. 191, disposés l'un à côté de l'autre dans un même fourneau.
Le premier, sans bouilleurs, est composé d'un seul corps cylindrique A, de 1 mètre de diamètre sur 8 mètres de longueur. La grille, d'abord du système à barreaux ordinaires et ensuite du système dit eii talus, dont nous parlerons tout à l'heure, a 1"10 de largeur sur 0°75 de profondeur. On lui en a aussi substitué une autre de même largeur, mais d'une longueur double.
' La circulation des produits de la combustion est établie par deux carneaux C, formés par une cloison centrale, en brique, qui sépare le fourneau en deux parties égales dans le sens de la largeur, laquelle est un peu plus grande que le diamètre de la chaudière.
BM MOTEURS A VAPEtR.
Fk cofuâ|iMilt l'aetion tfai toi/er ft'exâicc d'alMnl- Jinectenuent mus ITMendae complèle de (a demî-circOTirérfuie Ue la chaudière,, et niivant ta loogueBr prof)fe iê la grilla;, i^ puiie de ]h, tea-^oduita gueiix s'inlrodiùscnl dan» le camcaii C de ^ache, ()uî aiWiil tHue dooE le Utjec, piû&. npcèsraniir {miecsuehj dans loul«< •■ Jongueur, ils pénèlrent dsoft Ifi-detuiÈme <|iii LesnunàBs sueIa devaotdii roamaâu 0Ù ils s'éohappeat par une ouverture D, débeuchaot dans le conduit oentonl qui lea dirige & la cbemiuée. Hais, en parcourant ce dcrnïur canal, ils abandonuent encore du calorique au profil d'un tube G, dans lequel In pompe aliinenlaire reroule Teau destinée au générateur.
Fig. 191.
En résumant ces diverses conditions, pour apprécier laûtualion des choses, nous voyons que les produits de la combuslton parcourent en deux^ passages l'élcndite complète de la moîlié de la surface du corps- cylindrique A, moins l'épaisseur de la cloison séparntîve, qui peut élre n^igée : autrement dit, la surface de chaufic évaporatoirc est égale h la moitié de celle totale du générateur, surface qui est égale à :
^ {!» X 3,1416 X 8") = ti'tSG.
On trouve, pour la surface de la grille à barreaux ordinaires et de la plus petite dimension adoptée :
(MO x0,"a.*0--i82»0i
Les barreaux étaient dans Itis mêmes conditions que ceux aujourd'hui en osaga, de façon que la section libre des passages équivalait au l/i de la surface totale.
GaiiiK EN TALUS. — Daos ces expériences nous avons dit que l'on avait fait usage allematîvement de grilles à barreaux ordinaires et d'une autre dite en uUus, proposée par M. Schodel.
La ftg. n3 représente, en coupe verticale et en plan, horizontal . une parUe de cette grille composée de larges barreaux en fonle. Chaque barreau est formé d'une
EXPËRIENGBS SUR LES GÉNËftATEURS. 897
Savlie iu{récie«ce de 23 centimètres de Inrgnirpréiienltmt Ocar plans inetmé», et de deux nervures verticales en desso!». B« onverturc» rcctim(îulHiiie»ont-ét« mén» gées sur l'arête «l'iolerseclioii de» deux fiices inelinéc» pour le passage de l'air nécessaire à la combustion. Le surplus dos passagM libres se Irowre consliliié par Pip: m. l'intervalle mènw des bamsiitt qui ne se' touchent que
par les exlrémités, on en tirow poinls, suivant leur loofi;iiciir, comme ceux ordinotres.
Seulement choque barrean iiysnt one Ints-gmntlc largeur, l'aire des pnssages est considérabkmrat réduite proportionnellement h In surtacc totale, et se trome: k ftâoK la. auiilté de cdUii que présente une griHc à barreaux minces ordinains.
Ce ^stèmc, nvcc leqiwt l'auteur espérait produire une combustion tràs-adlvc en raison de la réduction Jcs passages, ne s'est aucunement propagé , et même, pourles expérience» dontnous nons occupons, n'a pas (tonné (le résulfals excepliounels. Nous n'en avons Jonc parË que pour inémair&etpanrn'y pas revenir. Chaudiëre avf:c dbus mœrxsiiKS^— Le dcuxièma gpfn&atciir accolé au précédcnl, et représenté sur la même tig. 191, est composé d'un corps cylindrique principal A, de 1 mètre de diamètre sur 8"32 de longueur, et do deux bouilleurs B', de fl^-W , sur 8" 10 de longueur. Le premier passage des projluits de la combustion s'cffecluc directement sous les deux bouilleurs et la chaudière, le carncau C correspondant élant délerminé par deux blocages en hrique entre les bouilleurs et les parois du fourneau, et par deux cloisons établies enire chacun des bouilleurs et la chaudière. Ces deux cloisons déterminent les deux carneaux latéraux J, que les produits de la combustion parcourent après s'èlre divisés i\ l'extrémité dn premier passage, en C. L'issue commune des deux carneaux J est l'onverUirc D', correspondant au canal central où se Irouvc le tube réchiiuiïeur G.
Cette deuxième chaudière d'expérience présentait 3^°"! tâdcsurtncc de chaufTc, composée de la moitié de celle de la chaudière, plus celle tolnle des deux bouilleurs, moins les parties masquées par les cloisons un brique.
Modifications aux dispositions paÈcRDEirres. -^ Les mêmes expériences ont élé faites sur deux générateurs de même forme que les deux, précédents, mais avec d'autre» dispositions de cameaiix el des dimensions plus petites h l'égard de celle h deux bouilleurs.
LaOg. 193 faitconnatti-e ces nouvelles dispositions.
Le générateur sans bouilleurs a les mêmes dimensions que le précédent. Hais au lieu que la circulation s'élablissc par deux carncanx el le canal intermédiaire muni du tube réchaufTeur, l'espace vide au-dessous de la chaudière n'est point divisé, et les produits de la combustion le parcourent directement ponr se rendre k lu cheminée, et en chaufTant d'un seul coup la chaudière dans toute l'étendue de sa demi-H:irconléreiice.
mt MOTEURS A TAPCrft.
: Urcbiadîère kàem twiiillears est plos t)elîte qoc cdle da foumeaa piPfeédeaC
Cllea0*80dcdiaitirtresar9'88de longueur.
- Le» bMiilletin ont 0"40 de dîaraèlre comme précédemment, mais sénlemerit
^MdelongMv.
La suriscfi de chauffe de ce quatrième générateur pst, d'après ceb.'de H^^-36. . L'échappement des produits de la combnslIoD s'opère aussi sans retour de flamme, en léchant, d'un seul passage, la circonférence complète des bouilleurs et la moitié •de ceite de la cbandiëre.
Fif. n»
Les résultais d'expériences n'ayant pasété aussi favorables avec ces disposilioDs de carncaux qu'avec celles ci-dessus, M. Cave Icsafailreconslruîre, et, tout en conservant les mêmes générateurs, H a réiabli la circuLilion du calorique comme elle avait lieu dans le premier cas.
Par conséquent, pour avoir une idée nette de la dernière partie des expériences, il suftlt de se reporter à la fig. 191 pour la disposition des galeries et l'applicalioD du lul>e réclimifTeur, et h celle 193 pour la dimension des générateurs dont celui h deux bouilleurs diffère seul, du reste, du premier décrit et employé.
BÉSULTATS DES EXPiRIBNCCS
D'après ce qui précède, nous avons à donner les résultats obtenus sur six dispositions appliquées à deux générateurs difTércnts qui ont été respectivement modifiés de formes et de dimensions, particulièrement dans les galeries et la grandeur des grilles.
Voici le résumé de ces expériences, moins toutefois les résultats relatifs à l'emploi des grilles en talus-Schodct qui ne les modifient que très-peu, attendu que ces , grilles ont donné lant6t plus, tanlAt moins que celtes à terreaux ordinaires.
EXPÉRIENCES SUR iES GÉNÉRATEURS.
RlÉSt'lIlÉ MOYEK
DES EXFiaiBNCIS EXÉCUTÉES PAR 11. CAVâ SVB LES CBAUDitHES CYU1ID1UQDE8 AVEC ET SAMfl Bi>VILLEI!Bâ.
NUaiÉROS
des sériés.
